高考物理一轮复习第二章第三节受力分析共点力的平衡课件

这是一份高考物理一轮复习第二章第三节受力分析共点力的平衡课件，共60页。PPT课件主要包含了受力分析，接触力，共点力的平衡，平衡状态，匀速直线运动，图2-3-1，平衡条件的推论，三角形，基础自测，答案C等内容，欢迎下载使用。
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.(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、漏画、多画力.
特别提醒：弹力、摩擦力的产生条件之一都是接触，因此在分析这两种力时先找接触面，在每个接触面上逐一分析这两种力.
物体处于______状态或________________状态.2.平衡条件.
如图 2-3-1 甲所示，小球静止不动，则小球 F合＝0；如图乙所示，物块做匀速直线运动，则物块 Fx＝0，Fy＝0.
(1)二力平衡：如果物体在两个共点力的作用下处于平衡状态，这两个力必定大小相等，方向相反.(2)三力平衡：物体在三个共点力的作用下处于平衡状态，其中任何一个力与另外两个力的合力大小______，方向______，并且这三个力的矢量可以形成一个封闭的矢量__________.(3)多力平衡：物体在多个共点力的作用下处于平衡状态，其中任何一个力与另外几个力的合力大小______，方向______.
1.判断下列题目的正误.
(1)物体的速度为零即处于平衡状态.(
(2)物体处于平衡状态时，其加速度一定为零.(
(3)物体受两个力作用处于平衡状态，这两个力必定等大反向.
)(4) 物体处于平衡状态时，其所受的作用力必定为共点力.)
(5)物体受三个力 F1、F2、F3 作用处于平衡状态，若将 F2 转动
90°，则三个力的合力大小为 F2.(答案：(1)×　(2)√　(3)√　(4)×　(5)√
2.如图 2-3-2 所示，某物体在四个共点力作用下处于平衡状态，若将 F4＝5 N 的力沿逆时针方向转动 90°，其余三个力的大小和方
向都不变，则此时物体所受合力的大小为(图 2-3-2
3.如图 2-3-3 所示，利用三根等长的轻绳以正三棱锥形将花盆
竖直悬空吊在挂钩上，下列说法正确的是(
A.三根轻绳对花盆作用力的合力方向一定竖直向上B.每根轻绳的拉力均为花盆重力大小的三分之一C.若将三根轻绳缩短相同的长度，则每根轻绳的拉力减小D.若将三根轻绳增加相同的长度，则三根轻绳对花
解析：花盆处于静止状态，由平衡条件可知，三根轻绳对花盆作用力的合力大小等于花盆的重力大小，方向与重力的方向相反，即竖直向上，A 正确，D 错误.设花盆的重力为 G，每根轻绳中的拉力为 F，轻绳与竖直方向的夹角均为θ，则G＝3Fcs θ，解
4.(2022 年广东湛江模拟)如图 2-3-4 所示，一只蚂蚁沿着向下弯成弧面的树叶从 A 经 B 缓慢爬到 C 的过程中，下列说法正确的
)图 2-3-4A.树枝对蚂蚁的作用力先增大后减小B.树枝对蚂蚁的作用力先减小后增大C.树枝对蚂蚁的摩擦力先减小后增大D.树枝对蚂蚁的摩擦力先增大后减小
解析：树枝对蚂蚁的作用力即是树枝对蚂蚁的支持力和摩擦力的合力，与蚂蚁的重力是一对平衡力，由于重力总竖直向下，故这个合力也竖直向上，大小不变，A、B 错误.缓慢相当于动态平衡，设摩擦力与水平方向夹角为θ，有 f＝mgsin θ，从 A 到 B，随着θ的减小，摩擦力先减小.从 B 到 C，随着θ的增大，摩擦力再增大，C 正确，D 错误.
热点 1 受力分析【典题 1】(2023 年广东揭阳月考)物体 b 在水平推力 F 的作用下，将物体 a 压在竖直墙壁上，a、b 的质量都为 m，且此时 a、b均处于静止状态.如图 2-3-5 所示，关于 a、b 的受力情况，下列说
A.当推力 F 增大时，墙壁对物体 a 的摩擦力变大B.物体 a、b 分别都受到四个力的作用
C.若物体 a、b 能一起沿墙壁向下匀速运动，则墙壁对物体 a
的摩擦力大小为 2mg
D.当撤去 F，物体 a、b 沿墙壁下滑，此时物体 a 可能受三个
解析：若物体 a、b 保持对静止沿墙壁向下匀速运动，ab 整体受力平衡，竖直方向有墙壁对 a 的摩擦力与两物体的重力大小相等，即 f＝2mg，C 正确.
方法技巧 受力分析的三个常用判据
热点 2 静态平衡[热点归纳]
处理平衡问题的常用方法.
考向 1 合成法【典题 2】(2022 年广东深圳模拟)明代宋应星在《天工开物》一书中描述了测量弓力的方法：“以足踏弦就地，秤钩搭挂弓腰，弦满之时，推移秤锤所压，则知多少.”如图 2-3-6 所示，假设弓满时，弓弦弯曲的夹角为θ，秤钩与弦之间的摩擦不计，弓弦的拉力即弓力，满弓时秤钩的拉力大小为 F ，则下列说法正确的是
A.F 一定，θ 越小，弓力越大B.θ 一定，弓力越大，F 越小C.弓力一定，θ 越大，F 越大D.θ 一定，F 越大，弓力越大
可知 F 一定，θ越小，T 越小即弓力越小.θ一定，弓力越大即 T 越大，F 越大.弓力一定即 T 一定，θ越大，F 越小.θ一定，F 越大，T 越大即弓力越大，D 正确.答案：D
本题情境较新，信息汇总得到的结论是秤钩左右
两侧的弦拉力大小相等，题目为两等大的力合成，写出合力与分力关系式，根据关系式分析.
考向 2 正交分解法【典题 3】(2022 年辽宁卷)如图 2-3-7 所示，蜘蛛用蛛丝将其自身悬挂在水管上，并处于静止状态.蛛丝 OM、ON 与竖直方向夹
角分别为α、β(α＞β).用 F1、F2 分别表示 OM、ON 的拉力，则(A.F1 的竖直分力大于 F2 的竖直分力B.F1 的竖直分力等于 F2 的竖直分力C.F1 的水平分力大于 F2 的水平分力
D.F1 的水平分力等于 F2 的水平分力
解析：对结点 O 受力分析可得，水平方向 F1sin α＝F2sin β，即 F1 的水平分力等于 F2 的水平分力，C 错误，D 正确.对结点 O受力分析可得，竖直方向 F1cs α＋F2cs β＝mg，解得 F1＝
β)＞0，可知 F2y＞F1y， A、B 错误.答案：D
思路导引 蛛丝 OM、ON 与竖直方向夹角分别为α、β不相等，两角之和也不为直角，力按效果分解不适应，只能采用正交分解的方法，将结点受的力在水平方向和竖直方向正交分解.
热点 3 共点力作用下的动态平衡[热点归纳]
1.动态平衡：通过控制某些物理量，使物体的状态发生缓慢的变化，而在这个过程中物体又始终处于一系列的平衡状态，在问题的描述中常用“缓慢”等语言叙述.
2.分析动态平衡问题的常用方法.
3.基本思路：化“动”为“静”，“静”中求“动”.
考向 1 图解法【典题 4】(多选，2023 年黑龙江哈尔滨开学考)如图 2-3-8 所示，不可伸长的绳 MO 下端挂一质量为 m 的物体，在拉力 F 作用下物体静止，此时绳 MO 与竖直方向的夹角为α.现保持夹角α不变，拉力 F 缓慢地由水平位置逆时针转到竖直位置的过程中(重力加速
A.F 逐渐减小，绳 OM 拉力逐渐减小
B.F 先减小后增大，绳 OM 拉力逐渐减小
C.若 F＝mgtan α，则力 F 的方向一定水平向右D.F 的最小值为 mgsin α
解析：根据题意，以结点 O 为受力分析点，作出受力分析的矢量三角形，如图 D11 所示.
可知，保持夹角α不变，拉力 F 缓慢地由水平位置逆时针转到竖直位置的过程中，拉力 F 先减小后增大，绳 OM 拉力 T 逐渐减小，A 错误，B 正确.当力 F 的方向水平向右时，受力分析如图 D12 所示.
，解得 F＝mgtan α，C 正确.当力
根据几何关系可得 tan α＝
F 垂直于绳 OM 上的拉力 T 时，力 F 有最小值，根据几何关系可
，解得 Fmin＝mgsin α，D 正确.
考向 2 相似三角形法【典题 5】(2023 年湖南衡阳质检)如图 2-3-9 所示，有一根细线跨过固定轻环 B 吊着一个质量为 m1 的物体，细线另一端系在轻环 A 上，轻环 A 还用另一根细线吊着一个质量为 m2 的物块，平衡时 A、B 与圆心连线
的夹角为 120°，不计摩擦.则 m1∶m2 应为(
解析：根据平衡条件可知连接 m1 的物体的细线上的拉力大小为 T＝m1g，对 m2 的物体受力分析如图 D13 所示，由几何知识可知 FN 与 m2g 通过平行四边形法则围成的平行四边形为菱形，有
考向 3 解析法【典题 6】(2022 年广东茂名模拟)由于突发状况消防车要紧急通过被石墩挡住的车道，消防员决定把石墩拉开，如图 2-3-10 所示，已知该石墩的质量为 m，与水平地面间的动摩擦因数为 0.75，重力加速度大小为 g，消防员要将石墩水平匀速拉动，认为滑动摩擦力等于静摩擦力，取 sin 37°＝0.6，cs 37°＝0.8，消防员的最
小拉力与水平方向的夹角为(
解析：设拉力与水平方向夹角为θ，对石墩受力分析，正交分解，在水平方向 Tcs θ＝f，在竖直方向 Tsin θ＋N＝mg，又 f＝μN，
φ＝53°，当θ＋φ＝90°时，拉力 T 取得最小值，解得θ＝37°，选 D.
考向 4 正弦定理法【典题 7】(2022 年河北卷)如图 2-3-11，用两根等长的细绳将一匀质圆柱体悬挂在竖直木板的 P 点，将木板以底边 MN 为轴向后方缓慢转动直至水平，绳与木板之间的夹角保持不变，忽略圆柱体与木板之间
的摩擦，在转动过程中(
A.圆柱体对木板的压力逐渐增大
B.圆柱体对木板的压力先增大后减小C.两根细绳上的拉力均先增大后减小D.两根细绳对圆柱体拉力的合力保持不变
解析：设两绳子对圆柱体的拉力的合力为 T，木板对圆柱体的支持力为 N，绳子与木板夹角为 β，从右向左看如图 D14 所示.
在矢量三角形中，根据正弦定理
在木板以直线 MN 为轴向后方缓慢转动直至水平过程中，α不变，γ 从 90°逐渐减小到 0，又 γ＋β＋α＝180°，且 α＜90°，可知 90°＜γ＋β