高考物理总复习2.3受力分析共点力的平衡课件PPT

这是一份高考物理总复习2.3受力分析共点力的平衡课件PPT，共60页。PPT课件主要包含了知识导图，受力示意图，已知力，摩擦力，匀速直线运动，下滑力不存在应去掉，合外力不一定为零，于平衡状态，是共点力等内容，欢迎下载使用。

【微点拨】1.受力分析的四点注意:(1)只分析研究对象所受的力,不分析研究对象对其他物体的作用力。(2)只分析外力,不分析内力。(3)只分析性质力,不分析效果力。(4)分力、合力不要重复分析。
2.记忆口诀:力学问题方法多,整体隔离和假设;整体只需看外力,求解内力隔离做;状态相同用整体,否则隔离用得多;假设某力有或无,根据计算来定夺;极限法抓临界态,程序法按顺序做;正交分解选坐标,轴上矢量尽量多。
【慧眼纠错】(1)物体沿光滑斜面下滑时,物体受到重力、支持力和下滑力的作用。纠错:____________________。(2)对物体进行受力分析时不用区分外力与内力,两者都要同时分析。纠错:________________________________。
受力分析时只考虑外力,不考虑内力
(3)速度等于零的物体一定处于平衡状态。纠错:____________________________________________________________。(4)物体在缓慢运动时所处的状态属于不平衡状态。纠错:______________________________________________________。
合外力等于零时物体处于平衡状态,速度为零时,
缓慢运动可认为加速度为零,即合外力为零,应属
(5)物体处于平衡状态时,其所受的作用力必定为共点力。纠错:____________________________________________________。(6)三个力F1、F2、F3平衡,若将F1转动90°,三个力的合力大小为F1。纠错:_____________________________。
物体处于平衡状态,说明所受合力为零,但不一定
此时三个力的合力大小应为 F1
考点1　受力分析【典题探究】(2018·天水模拟)如图所示,矩形物块A和楔形物块B、C叠放在水平地面上,B物块上表面水平。水平向左的力F作用在B物块上,整个系统处于静止状态,则以下说法正确的是(　　) 世纪金榜导学号04450035
A.物块A的受力个数为4个B.物块B的受力个数为4个C.地面对物块C的支持力小于三者重力之和D.地面对物块C的摩擦力大小等于F,方向水平向右
【解析】选D。对A进行受力分析,根据平衡条件知A只受重力和支持力2个力的作用,选项A错误;对B进行受力分析,有重力、压力、C施加的垂直斜面斜向上的支持力、拉力F,根据平衡条件还有C施加的平行斜面斜向上的摩擦力,共5个力的作用,选项B错误;以A、B、C整体为研究对象进行受力分析,根据平衡条件知地面对物块
C的支持力等于三者重力之和,选项C错误;对A、B、C整体进行受力分析,根据平衡条件知地面对物块C的摩擦力大小等于F,方向水平向右,选项D正确。
【通关秘籍】1.受力分析的四个步骤:
2.受力分析的四种方法:
【考点冲关】1.(2018·张掖模拟)如图所示,桌面上固定一个光滑竖直挡板,现将一个长方形物块A与截面为三角形的垫块B叠放在一起,用水平外力F缓缓向左推动B,使A缓慢升高,设各接触面均光滑,则该过程中(　　)
A.A和B均受三个力作用而平衡B.B对桌面的压力越来越大C.A对B的压力越来越小D.推力F的大小恒定不变
【解析】选D。A受到重力、挡板的弹力和B的支持力三个力,B受到重力、A的压力、地面的支持力和推力F四个力,故A错误;当B向左移动时,B对A的支持力和挡板对A的支持力方向均不变,根据平衡条件知,这两个力大小保持不变,则A对B的压力也保持不变,对整体受力分析如图所示,由平衡条
件知,F=FN1,挡板对A的支持力FN1不变,则推力F不变,桌面对整体的支持力FN=G总,保持不变,则B对桌面的压力不变,故B、C错误,D正确。
2.(多选)如图所示,质量分别为mA、mB的A、B两个楔形物体叠放在一起,B靠在竖直墙壁上,在水平力F的作用下,A、B静止不动,则(　　)
A.A物体受力的个数可能为3B.B受到墙壁的摩擦力方向可能向上,也可能向下C.力F增大(A、B仍静止),A对B的压力也增大D.力F增大(A、B仍静止),墙壁对B的摩擦力也增大
【解析】选A、C。隔离A物体,若A、B间没有静摩擦力,则A受重力、B对A的支持力和水平力F三个力作用,选项A正确;将A、B看作一个整体,整体在竖直方向上受到重力和摩擦力,所以墙对B的摩擦力方向只能向上,选项B错误;若F增大,则F在垂直B斜面方向的分力增大,所以A对B的压力增大,选项C正确;对A、B整体受力分析,由平衡条件知,竖直方向上有Ff=GA+GB,因此当水平力F增大时,墙壁对B的摩擦力不变,选项D错误。
【加固训练】　　(2018·吉林模拟) 如图所示,两梯形木块A、B叠放在水平地面上,A、B之间的接触面倾斜。A的左侧靠在光滑的竖直墙面上,关于两木块的受力,下列说法正确的是(　　)
A.A、B之间一定存在摩擦力作用B.木块A可能受三个力作用C.木块A一定受四个力作用D.木块B受到地面的摩擦力一定向右
【解析】选B。如果A受到重力、墙面对它的弹力和B对它的支持力,这三个力恰好平衡,则A、B之间没有摩擦力,故A、C错误,B正确;以A、B整体为研究对象,同理可得D错误。
考点2　共点力的平衡　　　　　　　　　 【典题探究】 【典例2】(2016·全国卷Ⅲ)如图,两个轻环a和b套在位于竖直面内的一段固定圆弧上:一细线穿过两轻环,其两端各系一质量为m的小球。在a和b之间的细线上悬挂一小物块。平衡时,a、b间的距离恰好等于圆弧的半径。不计所有摩擦。小物块的质量为(　　)
A. 　　　　B. 　　　　C.m　　　　D.2m
【解析】选C。设小物块的质量为m1。如图,由细线上的张力处处相等知F1=F2=mg,由平衡时a、b间的距离恰好等于圆弧的半径,结合几何知识知θ1=θ2=θ3=30°,α=120°;结点受力F1、F2、m1g,由平衡条件得m1g=F1=F2=mg,故m1=m。选项C正确。
【通关秘籍】 解决平衡问题的基本思路
【考点冲关】 1.(2018·大连模拟)如图所示,开口向下的“┍┑”形框架,两侧竖直杆光滑固定,上面水平横杆中点固定一定滑轮,两侧杆上套着的两滑块用轻绳绕过定滑轮相连,并处于
静止状态,此时连接滑块A的绳与水平方向夹角为θ,连接滑块B的绳与水平方向的夹角为2θ,则A、B两滑块的质量之比为 世纪金榜导学号04450036(　　)A.1∶2csθB.2csθ∶1C.2sinθ∶1D.1∶2sinθ
【解析】选A。设绳的拉力为FT,对两个滑块分别受力分析,如图所示,根据平衡条件得,mAg=FTsinθ,mBg=FTsin2θ,解得 ,选项A正确。
2.如图所示,质量为m的光滑球体夹在竖直墙和斜面体之间静止,斜面体质量也为m,倾角θ=45°,斜面体与水平地面间的动摩擦因数为μ(0.5<μ<1),斜面体与地面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,若增加球体的质量,且使斜面体静止不动,则可增加的最大质量为(　　)
A.mB. mC. mD. m
【解析】选C。对整体受力分析如图甲所示,斜面体与地面间的最大静摩擦力为Ffm=2μmg,对球体受力分析如图乙所示,则F1=mgtan45°,由以上可知斜面体与地面间的静摩擦力Ff=mgtan45°,增加球体的质量,要使斜面体静止不动,则(m+Δm)gtan45°≤μ(2m+Δm)g,解得Δm≤ m,选项C正确。
【加固训练】　　(2018·潍坊模拟)如图所示,倾角θ=30°的光滑斜面上固定有竖直光滑挡板P,质量相同的横截面为直角三角形的两物块A、B叠放在斜面与挡板之间,且A与B间的接触面水平,则A对B的压力与B对斜面的压力之比应为(　　)
A.2∶1B. ∶2C. ∶1D. ∶4
【解析】选D。设A、B的质量都为m,A处于静止状态,对A进行受力分析可知,B对A的支持力等于A的重力,结合牛顿第三定律可知,A对B的压力FN=mg,把AB看成一个整体,对整体受力分析可知:整体受到重力2mg,斜面的支持力FN1,挡板的压力FN2,根据平衡条件得:cs 30°=
,解得FN1= mg,所以B对斜面的压力FN1′= mg,则 。故选D。
考点3　动态平衡及其临界和极值问题　　　　　　 【典题探究】 【典例3】(多选)(2017·全国卷Ⅰ)如图,柔软轻绳ON的一端O固定,其中间某点M拴一重物,用手拉住绳的另一端N。初始时,OM竖直且MN被拉直,OM与MN之间的夹角为α (α > )。现将
重物向右上方缓慢拉起,并保持夹角α不变。在OM由竖直被拉到水平的过程中(　　)世纪金榜导学号04450037A.MN上的张力逐渐增大B.MN上的张力先增大后减小C.OM上的张力逐渐增大D.OM上的张力先增大后减小
【解题探究】(1)解答本题有哪些物理方法?提示:本题可以用解析法、图解法进行求解。(2)在此过程中,哪个物理量没有发生变化?提示:重力是不变的。
【解析】选A、D。以重物为研究对象,它受三个力即重力mg 、绳OM段的拉力FO、 NM段的拉力FN的作用处于平衡状态。考虑到力mg不变,FO与FN的夹角不变,当FO由竖直向上变为水平向左时,作出如图所示的力矢量图,由图可知:FN一直变大,FO先变大后减小。
【通关秘籍】 1.解决动态平衡的“两种”常用方法:(1)解析法:利用物体受力平衡写出未知量与已知量的关系表达式,根据已知量的变化情况来确定未知量的变化情况,利用临界条件确定未知量的临界值。
(2)图解法:根据已知量的变化情况,画出平行四边形的边角变化,确定未知量大小、方向的变化,确定未知量的临界值。
2.解决极值和临界问题的三种方法:
【考点冲关】 1.如图所示,用两根等长轻绳将木板悬挂在竖直木桩上等高的两点,制成一简易秋千,某次维修时将两轻绳各剪去一小段,但仍能保持等长且悬挂点不变。木板静止时,F1表示木板所受合力的大小,F2表示单根轻绳对木板拉力的大小,则维修后(　　)
A.F1不变,F2变大　　　　B.F1不变,F2变小C.F1变大,F2变大D.F1变小,F2变小
【解析】选A。对木板受力分析如图所示,木板静止,所受合力为零,即F1不变;将两轻绳各减去一小段,木板再次静止,两绳之间的夹角变大,由2F2cs =mg,知F2= ,则F2变大,A正确。
2.如图所示,一光滑小球静置在光滑半球面上,被竖直放置的光滑挡板挡住。现水平向右缓慢地移动挡板,则在小球运动的过程中(该过程小球未脱离球面且球面始终静止),挡板对小球的推力F、半球面对小球的支持力FN的变化情况是(　　)
A.F增大,FN减小B.F增大,FN增大C.F减小,FN减小D.F减小,FN增大
【解析】选B。某时刻小球的受力情况如图所示,设小球与半球面的球心连线与竖直方向的夹角为α,则F=mgtan α,FN= ,随着挡板向右移动,α角越来越大,则F和FN都要增大。故选项B正确。
3.(2018·保定模拟)如图所示,斜面顶端固定有半径为R的轻质滑轮,用不可伸长的轻质细绳将半径为r的球沿斜面缓慢拉升。不计各处摩擦,且R>r。设绳对球的拉力为F,斜面对球的支持力为FN,则关于F和FN的变化情况,下列说法正确的是世纪金榜导学号04450038(　　)
A.F一直增大,FN一直减小B.F一直增大,FN先减小后增大C.F一直减小,FN保持不变D.F一直减小,FN一直增大
【解析】选A。小球受到三个力作用,重力G为恒力,斜面的支持力FN方向垂直斜面向上,当球沿斜面上升时,细绳的拉力F与竖直方向的夹角减小,画出受力的矢量三角形如图所示,则FN减小,F增大,A正确。
【加固训练】　　(2016·全国卷Ⅱ)质量为m的物体用轻绳AB悬挂于天花板上。用水平向左的力F缓慢拉动绳的中点O,如图所示。用T表示绳OA段拉力的大小,在O点向左移动的过程中(　　)
A.F逐渐变大,T逐渐变大B.F逐渐变大,T逐渐变小C.F逐渐变小,T逐渐变大D.F逐渐变小,T逐渐变小
【解析】选A。用水平向左的力F缓慢拉动绳的中点O向左移动的过程中,作O点受力分析图如图所示,根据物体的平衡条件可得:F=mgtanθ,T= 。由于O点向左移动,角θ不断增大,所以F和T都逐渐变大,选项A正确。