2020年高考物理一轮复习课件:专题二 第3讲 共点力的平衡条件及其应用 .ppt
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1、第3讲 共点力的平衡条件及其应用,考点 1,受力分析,受力,1.定义:把指定物体(或研究对象)在特定的物理环境中受到 的所有外力都分析出来,并画出物体_的示意图的 过程.,2.受力分析步骤,场力,接触力,(1)选取对象:研究对象可以是质点、结点、某个物体,或 几个物体组成的系统.原则上使问题的研究处理尽量简便. (2)按顺序找力:先把研究对象从周围环境中隔离出来,再 按照性质力的顺序逐一分析:先分析_(重力、电场力、 磁场力),再分析_(弹力、摩擦力),最后分析其他力. (3)画出受力示意图:把物体所受的力一一画在受力图上, 并标明各力的方向,注意不要将施出的力画在图上. (4)检验:防止错画
2、、漏画、多画力.,考点 2,共点力平衡的处理方法,1.共点力:作用在同一点或力的作用线延长交于同一点,的力.,静止,匀速直线运动,合力,0,2.平衡状态:物体处于_状态或保持_ 状态,叫做平衡状态.(该状态下物体的加速度为零) 3.平衡条件:物体受到的_为零,即 F合_ 或(Fx0,Fy0).,【基础自测】,1.(多选)下列事例中处于平衡状态的是(,),A.“神舟十一号”飞船匀速落到地面的过程 B.汽车在水平路面上启动或刹车的过程 C.汽车停在斜坡上 D.竖直上抛的物体在到达最高点的那一瞬间,解析:物体处于平衡状态,从运动状态来说,物体保持静 止或匀速直线运动;从受力情况来说,合力为零.“神舟
3、十一 号”飞船匀速落到地面的过程中,飞船处于平衡状态,A 正确; 汽车在水平路面上启动和刹车过程中,汽车的速度在增大和减 小,其加速度不为零,其合外力不为零,所以汽车不是处于平 衡状态,B 错误;汽车停在斜坡上,速度和加速度均为零,合 外力为零,保持静止状态不变,即汽车处于平衡状态,C 正确; 竖直上抛的物体上升到最高点时,只是速度为零而加速度为 g, 所以物体不是处于平衡状态,D 错误.,答案:AC,2.(多选)如图 2-3-1 所示,质量为 m 的物体在恒力 F 作用下 沿水平地面做匀速直线运动,物体与地面间动摩擦因数为,则,物体受到的摩擦力的大小为( A.Fsin C.(Fsin mg)
4、,) 图 2-3-1 B.Fcos D.(mgFsin ),解析:先对物体进行受力分析,如图 D9 所示,然后对力 F,图 D9,答案:BC,进行正交分解,F产生两个效果:使物体水平向前F1Fcos ,同时使物体压紧水平面F2Fsin .由力的平衡可得F1Ff, F2mgFN,又滑动摩擦力FfFN,即可得FfFcos (Fsin mg).,3.(2017 年陕西榆林第一次测试)如图2-3-2 所示,一只可视 为质点的蚂蚁在半球形碗内缓慢地从底部爬到 a 处,则下列说,法正确的是(,),图 2-3-2 A.在 a 点处碗对蚂蚁的支持力大于在 b 点的支持力 B.在 a 点处碗对蚂蚁的作用力大于在
5、 b 点的作用力 C.在 a 点处碗对蚂蚁的摩擦力大于在 b 点的摩擦力 D.在 a 点处蚂蚁受到的合力大于在 b 点受到的合力,解析:蚂蚁缓慢往上爬,可以认为蚂蚁处于平衡状态,则 合力始终为零,受力分析如图 D10 所示.根据二力平衡有 f mgsin ,Nmgcos ,因为 a 点的比 b 点的大,所以在 a 点 处碗对蚂蚁的摩擦力大于在 b 点的摩擦力,在 a 点处碗对蚂蚁 的支持力小于在 b 点的支持力,A 错误,C 正确;在 a 点和 b 点,碗对蚂蚁的作用力都等于蚂蚁的重力,所 以在 a 点碗对蚂蚁的作用力等于在 b 点的作用 力,B 错误;在 a 点处蚂蚁受到的合力与 b 点,图
6、 D10,受到的合力均为零,D 错误. 答案:C,4.一串小灯笼(五只)彼此用轻绳连接,并悬挂在空中.在稳 定水平风力作用下发生倾斜,悬绳与竖直方向的夹角为 30, 如图 2-3-3 所示.设每个灯笼的质量均为 m,则自上往下第一只灯,笼对第二只灯笼的拉力大小为(,),图 2-3-3,图 D11 答案:C,热点 1 受力分析 热点归纳,1.受力分析的一般步骤:,2.受力分析的“四点”提醒:,(1)不要把研究对象所受的力与研究对象对其他物体的作,用力混淆.,(2)对于分析出的物体受到的每一个力,都必须明确其来 源,即每一个力都应找出其施力物体,不能无中生有.,(3)合力和分力不能重复考虑.,(4
7、)区分性质力与效果力:研究对象的受力图,通常只画出 按性质命名的力,不要把按效果命名的分力或合力分析进去, 受力图完成后再进行力的合成或分解.,【典题 1】(2018 届福建厦门质检)如图2-3-4 所示,一个质 量为 m 的滑块置于倾角为 30的固定粗糙斜面上,一根轻弹簧 一端固定在竖直墙上的 P 点,另一端系在滑块上的 Q 点,直线,PQ 与斜面垂直,滑块保持静止.则(,),A.弹簧可能处于原长状态 B.斜面对滑块的摩擦力大小可能为零 C.斜面对滑块的支持力大小可能为零,D.滑块一定受到四个力作用,图 2-3-4,解析:若滑块受重力、支持力与摩擦力三者合力为零时, 弹簧处于原长,对滑块没有
8、作用力,A 正确,D 错误;若摩擦 力为零,滑块受支持力、重力、弹簧弹力三者合力不为零,滑 块不可能静止,B 错误;若支持力为零,则摩擦力也为零,滑 块在重力、弹力作用下不满足静止的条件,C 错误.,答案:A,方法技巧:受力分析的常用方法,(1)假设法:在受力分析时,若不能确定某力是否存在,可 先对其作出存在的假设,然后根据分析该力存在对物体运动状 态的影响来判断该力是否存在.,(2)动力学分析法:对加速运动的物体进行受力分析时,应,用牛顿运动定律进行分析求解的方法.,热点 2 考向 1,共点力的平衡 合成法,【典题 2】如图 2-3-5 所示,光滑半球形容器固定在水平面 上,O 为球心.一质
9、量为 m 的小滑块,在水平力 F 的作用下静止 于 P 点.设滑块所受支持力为 FN,OP 与水平方向的夹角为.下,列关系式正确的是(,),图 2-3-5,甲,乙,丙,图 D12 答案:A 方法技巧:物体受三个力平衡时,如果有两个力相等或两 个力相互垂直,做出的平行四边形中有直角三角形的,利用力 的合成法比较简单.,考向 2,正交分解法,热点归纳 物体受到三个或三个以上力的作用而平衡时,将物体所受 的力分解为相互垂直的两组,每组力都满足平衡条件.,【典题 3】(多选,2016 年新课标卷)如图2-3-6 所示,一 光滑的轻滑轮用细绳 OO悬挂于 O 点;另一细绳跨过滑轮, 其一端悬挂物块 a,
10、另一端系一位于水平粗糙桌面上的物块 b. 外力 F 向右上方拉 b,整个系统处于静止状态.若 F 方向不变,,) 图 2-3-6,大小在一定范围内变化,物块 b 仍始终保持静止,则( A.绳 OO的张力也在一定范围内变化 B.物块 b 所受到的支持力也在一定范围内 变化 C.连接 a 和 b 的绳的张力也在一定范围内变化 D.物块 b 与桌面间的摩擦力也在一定范围内变化 答案:BD,方法技巧:物体受四个及以上的力作用时,一般要采用正,交分解法,其基本解题步骤为:,(1)选取合适的方向建立直角坐标系,将所受各力正交分 解:建立坐标系时应使尽可能多的力与坐标轴重合,需要分解 的力尽可能少,尽量把未
11、知力建在坐标轴的正方向上. (2)列方程求解:根据平衡条件在相互垂直的两个方向上分 别列出平衡方程,解平衡方程或方程组求解未知力,对结果进 行讨论.,热点 3,动态平衡问题,热点归纳 1.动态平衡:是指平衡问题中的一部分是变力,是动态力, 力的大小和方向均要发生变化,所以叫动态平衡,这是力平衡 问题中的一类难题. 2.基本思路:化“动”为“静”,“静”中求“动”.,考向 1,图解法,热点归纳 图解法的适用情况:图解法分析物体动态平衡问题时,一 般物体只受三个力作用,且其中一个力大小、方向均不变,另 一个力的方向不变,第三个力大小、方向均变化.,【典题 4】(2016 年新课标卷)质量为m 的物
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