《受力分析和共点力的平衡》力与平衡PPT

《受力分析和共点力的平衡》力与平衡PPT

第一部分内容：高频考点一   物体的受力分析

[知识贯通]

1．受力分析

把研究对象(指定物体)在指定的物理环境中受到的外力都分析出来，并画出物体所受力的示意图，这个过程就是受力分析。

2．受力分析的依据

条件判断  根据力的产生条件是否满足来判断物体是否受到某个力的作用

效果判断  根据力的作用效果是否得以体现来判断物体是否受到某个力的作用

相互判断  利用力的作用的相互性，即施力物体同时也是受力物体，从一个物体是否受到某个力的作用来判断另一个物体是否受到相应的力的作用

3.受力分析的一般步骤

(1)明确研究对象，即首先确定我们要分析哪个物体的受力情况，研究对象可以是单个物体(质点、结点)，也可以是两个(或多个)物体组成的整体。

(2)隔离分析：将研究对象从周围物体中隔离出来，分析周围有哪些物体对它施加了力的作用。

(3)按重力、弹力、摩擦力、其他力的顺序，依据各力的方向，画出各力的示意图。

[集训联通]

[典例1]　画出图中物体A的受力示意图，并写出力的名称和施力物体。

[解析]　(1)物体A受重力G、推力F、地面支持力N、墙壁对A向左的弹力F′，施力物体分别是地球、推A的物体、地面、墙壁，受力示意图如图甲所示。

(2)物体A受竖直向下的重力G、垂直于斜面向上的支持力N、沿斜面向下的滑动摩擦力f，施力物体分别是地球、斜面、斜面，受力示意图如图乙所示。

(3)物体A受重力G、支持力N、滑动摩擦力f，施力物体分别是地球、水平面、水平面，受力示意图如图丙所示。

(4)物体A受重力G、拉力F、弹力N，施力物体分别是地球、绳子、墙壁，受力示意图如图丁所示。

[易错警示]

受力分析的两点注意

(1)在进行受力分析时，一定要注意，我们分析的是物体“受到”的力，而不是物体对外施加的力。

(2)区分内力和外力：对几个物体组成的整体进行受力分析时，这几个物体间的作用力为内力，不能在受力示意图中出现；当把某一物体单独隔离分析时，原来内力变成了外力，要画在受力示意图上。

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受力分析和共点力的平衡PPT，第二部分内容：高频考点二   物体的动态平衡问题

[知识贯通]

1．动态平衡问题的特点

通过控制某一物理量，使其他物理量发生缓慢变化，而变化过程中的任何一个状态都看成是平衡状态。

2．处理动态平衡问题常用的方法

对研究对象的任一状态进行受力分析，根据平行四边形定则或三角形定则画出不同状态下的力的矢量图，然后根据有向线段的长度变化判断各个力的变化情况。题型特点是：①合力大小和方向不变,②一个分力的方向不变

适用于求解直角三角形或正交分解类问题，列出三角函数表达式，然后利用表达式分析力的变化情况的方法

相似三角形法

适用于求解的是一般形状三角形问题，做法是在受力分析的基础上作出力的平行四边形，由力三角形与几何三角形相似，求解问题

[集训联通]

[典例2]　如图所示，小球用细绳系住，细绳的另一端固定于O点。现用水平力F缓慢推动斜面体，小球在斜面上无摩擦地滑动，细绳始终处于伸直状态，当小球升到接近斜面顶端时细绳接近水平。此过程中斜面对小球的支持力N以及细绳对小球的拉力T的变化情况是(　　)

A．N保持不变，T不断增大

B．N不断增大，T不断减小

C．N保持不变，T先增大后减小

D．N不断增大，T先减小后增大

[思路点拨]　在小球所受的重力、斜面的支持力、细绳的拉力三个力中，重力的大小和方向都不变，斜面的支持力方向不变，而细绳的拉力大小和方向都变化。

[解析]如图所示，对小球进行受力分析，重力mg、支持力N、拉力T组成一个闭合的矢量三角形，由于重力mg不变、支持力N方向不变，斜面向左移动的过程中，拉力T与水平方向的夹角β减小，当T⊥N时，细绳的拉力T最小，由图可知，随β的减小，斜面的支持力N不断增大，T先减小后增大，故选项D正确，A、B、C错误。

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受力分析和共点力的平衡PPT，第三部分内容：高频考点三   平衡中的临界极值问题

[知识贯通]

1．临界问题：当某物理量变化时，会引起其他几个物理量的变化，从而使物体所处的平衡状态“恰好出现”或“恰好不出现”，在问题的描述中常用“刚好”“恰能”“恰好”等语言叙述。

2．极值问题：平衡物体的极值，一般指在力的变化过程中的最大值和最小值问题。

[集训联通]

[典例3]　轻绳的两端A、B固定在天花板上，绳能承受的最大拉力为120 N。现用挂钩将一重物挂在绳子上，挂钩停在C点，如图所示，两端与竖直方向的夹角分别为37°和53°。(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)求：

(1)此重物所受最大重力。

(2)若将挂钩换成一个光滑的小滑轮，此重物所受最大重力。

[规律方法]

解决临界极值问题的方法

(1)图解法：根据物体的平衡条件，作出力的矢量图，通过对物理过程的分析，利用平行四边形定则进行动态分析，确定最大值与最小值。

(2)数学解析法：通过对问题的分析，依据物体的平衡条件写出物理量之间的函数关系(或画出函数图像)，用数学方法求极值(如求二次函数极值、公式极值、三角函数极值)。

[即时训练]

7.如图，在固定斜面上的一物块受到一外力F的作用，F平行于斜面向上。若要物块在斜面上保持静止，F的取值应有一定范围，已知其最大值和最小值分别为F1和F2(F2>0)。由此可求出(　　)

A．物块的质量

B．斜面的倾角

C．物块与斜面间的最大静摩擦力

D．物块对斜面的正压力

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