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(人教通用版)2020高考物理 第2章 第3講 受力分析 共點(diǎn)力的平衡課件.ppt

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1、相互作用,第 二 章,第3講 受力分析 共點(diǎn)力的平衡,知識梳理自測,1受力分析 把研究對象(指定物體)在特定的物理環(huán)境中受到的所有力都找出來,并畫出__________________的過程。,知識點(diǎn)1,受力分析,受力示意圖,2受力分析的一般順序 若物體A在水平推力F作用下沿粗糙斜面上滑,則物體受力分析的順序應(yīng)如圖乙所示。 (1)先畫出________ (2)其次分析________ (3)再分析________ (4)最后分析________ 特別提醒:彈力、摩擦力的產(chǎn)生條件之一都是接觸,因此在分析這兩種力時先找接觸面,在每個接觸面上逐一分析這兩種力。,重力,,彈力,摩擦力,電磁力,知識點(diǎn)2

2、,共點(diǎn)力的平衡,靜止,勻速直線,FG0,F1Ff0,F2FNG0,3平衡條件的推論 (1)二力平衡:如果物體在兩個共點(diǎn)力的作用下處于平衡狀態(tài),這兩個力必定_____________________________。 (2)三力平衡:如果物體在三個共點(diǎn)力的作用下處于平衡狀態(tài),其中任何一個力與_______________________大小相等,方向相反。 (3)多力平衡:如果物體在多個共點(diǎn)力的作用下處于平衡狀態(tài),其中任何一個力與__________________________大小相等,方向相反。 思考:速度等于零的物體一定處于平衡狀態(tài)嗎?為什么? 答案物體速度等于零,合外力不一定等于零。合

3、外力等于零時物體才處于平衡狀態(tài)。,大小相等,方向相反,其余兩個力的合力,其余幾個力的合力,,,,,,,,1(2018四川成都二診)如圖所示,在水平晾衣桿(可視為光滑桿)上晾曬床單時,為了盡快使床單晾干,可在床單間支撐輕質(zhì)細(xì)桿。隨著細(xì)桿位置的不同,晾衣桿兩側(cè)床單間夾角(<150)將不同。設(shè)床單重力為G,晾衣桿所受壓力大小為N,下列說法正確的是(),D,,2(2018浙江溫州模擬)如圖所示,建筑裝修中工人用質(zhì)量為m的磨石對斜壁進(jìn)行打磨,當(dāng)對磨石施加豎直向上大小為F的推力時,磨石恰好沿斜壁向上勻速運(yùn)動,已知磨石與斜壁之間的動摩擦因數(shù)為,斜壁與豎直方向的夾角為,則磨石受到的摩擦力是(),A,,3(20

4、18河北定州中學(xué)調(diào)研)如圖所示,兩個相同的物體A、B疊在一起放在粗糙的水平桌面上,連在物體B上的輕繩通過定滑輪與空箱C相連,箱內(nèi)放有一小球與箱內(nèi)壁右側(cè)接觸,整個系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài),已知A、B的質(zhì)量均為m、C的質(zhì)量為M,小球的質(zhì)量為m0,物體B與桌面的動摩擦因數(shù)為,重力加速度為g,不計滑輪摩擦和空氣阻力,下列說法中正確的是() A物體A受到三個力的作用 B小球受到三個力的作用 C桌面受到物體的摩擦力大小為2mg D桌面受到物體的摩擦力大小為(Mm0)g,D,,4(2018貴州貴陽一模)如圖所示,用完全相同的輕質(zhì)彈簧1、2、3將兩個相同的小球連接并懸掛,小球靜止時,彈簧3水平,彈簧1與豎直方向的夾角

5、30,彈簧1的彈力大小為F,則(),B,,核心考點(diǎn)突破,1受力分析的四個方法,受力分析、整體法與隔離法的應(yīng)用 a,考點(diǎn)一,2.受力分析的四個步驟,,,特別提醒:受力分析時注意以下四點(diǎn) (1)只分析研究對象所受的力,不分析研究對象對其他物體的作用力。 (2)只分析外力,不分析內(nèi)力。 (3)只分析性質(zhì)力,不分析效果力。 (4)分力、合力不要重復(fù)分析。,(2017湖南六校聯(lián)考)(多選)如圖所示,在水平力F作用下,A、B保持靜止。若A與B的接觸面是水平的,且F0,則B的受力個數(shù)可能為() A3個B4個 C5個 D6個,例 1,BC,解析先對A、B整體受力分析,受重力、推力、支持力;當(dāng)推力平行斜面向上

6、的分力大于重力的下滑分力時,有上滑趨勢;當(dāng)推力平行斜面向上的分力小于重力的下滑分力時,有下滑趨勢;當(dāng)推力平行斜面向上的分力等于重力的下滑分力時,無滑動趨勢;再對A受力分析,受推力、重力、支持力和向左的靜摩擦力,共4個力;最后對B受力分析,受重力、A對B的壓力和向右的靜摩擦力、斜面對B的支持力,若B物體相對斜面有滑動趨勢,則還要受到斜面的靜摩擦力,若相對斜面無滑動趨勢,則不受斜面的靜摩擦力,即物體B可能受4個力,也可能受5個力。故選B、C。,規(guī)律總結(jié): 受力分析的三個常用判據(jù) 1條件判據(jù):不同性質(zhì)的力產(chǎn)生條件不同,進(jìn)行受力分析時最基本的判據(jù)是根據(jù)其產(chǎn)生條件。 2效果判據(jù):有時候是否滿足某力產(chǎn)生的

7、條件是很難判定的,可先根據(jù)物體的運(yùn)動狀態(tài)進(jìn)行分析,再運(yùn)用平衡條件或牛頓運(yùn)動定律判定未知力,也可應(yīng)用“假設(shè)法”。 (1)物體平衡時合外力必定為零。,,(2018河南豫北十校聯(lián)考)兩相同的楔形木塊A、B疊放后分別以圖甲、乙兩種方式在水平外力F1和豎直外力F2作用下保持靜止?fàn)顟B(tài),則在這兩種方式中,木塊B受力個數(shù)分別為() A4;4B4;3 C5;3D5;4,類題演練 1 ,C,,解析圖甲中,根據(jù)整體法可知,木塊B除了重力外,一定受到墻面水平向右的彈力和豎直向上的靜摩擦力,隔離B分析,其一定還受到A的彈力(垂直于接觸面向左上方),隔離A分析,A受到重力、水平向左的推力、B對其垂直于接觸面向右下的彈力,

8、這樣的三個力不可能使A平衡,所以A一定還要受到B對其沿接觸面斜向右上的靜摩擦力才能平衡,可知B一定受到A沿接觸面斜向左下的靜摩擦力,故B共受5個力的作用;圖乙中,據(jù)整體法可知B與墻面間既無彈力也無摩擦力,所以B受重力、A的彈力和摩擦力共3個力的作用,C正確。,處理平衡問題的常用方法,共點(diǎn)力作用下的靜態(tài)平衡,考點(diǎn)二,(2018河南南陽一中月考)將一橫截面為扇形的物體B放在水平面上,一小滑塊A放在物體B上,如圖所示,除了物體B與水平面間的摩擦力之外,其余接觸面的摩擦均可忽略不計,已知物體B的質(zhì)量為M、滑塊A的質(zhì)量為m,重力加速度為g,當(dāng)整個裝置靜止時,A、B接觸面的切線與豎直的擋板之間的夾角為。則

9、下列選項正確的是(),例 2,B,,,方法技巧: 整體法與隔離法的選用技巧 整體法是以幾個物體構(gòu)成的系統(tǒng)為研究對象進(jìn)行求解的方法,在許多問題中用整體法比較方便,但用整體法不能求解系統(tǒng)內(nèi)力;隔離法是把系統(tǒng)分成若干部分并隔離開來,分別以每一部分為研究對象進(jìn)行分析。若分析外力對系統(tǒng)的作用時,用整體法;若分析系統(tǒng)內(nèi)各物體之間的相互作用時,用隔離法。通常解答問題時,需要多次選取研究對象,即整體法與隔離法交替使用。,類題演練 2 ,C,1動態(tài)平衡:通過控制某些物理量,使物體的狀態(tài)發(fā)生緩慢的變化,而在這個過程中物體又始終處于一系列的平衡狀態(tài),在問題的描述中常用“緩慢”等語言敘述。 2分析動態(tài)平衡問題的常用方

10、法 (1)解析法:將力直接合成或者正交分解,列出平衡方程,寫出所要分析的力與變化角度的關(guān)系式,然后判斷各力的變化趨勢。 (2)圖解法:應(yīng)用于三力平衡,且其中一個力大小、方向均不變,另一個力方向不變。依據(jù)第三個力的變化,在同一圖中作出若干狀態(tài)下的平衡圖來分析力的變化,此法也常用來求極值問題。 (3)相似三角形:應(yīng)用于三力平衡,其中一個力大小、方向均不變,另兩個力方向都變,找到力的三角形和長度三角形相似。,共點(diǎn)力作用下的動態(tài)平衡,考點(diǎn)三,(2018山東棗莊八中月考)如圖所示,斜面與水平面、斜面與擋板間的夾角均為30,一小球放置在斜面與擋板之間,擋板對小球的彈力為FN1,斜面對小球的彈力為FN2,以

11、擋板與斜面連接點(diǎn)所形成的水平直線為軸,將擋板從圖示位置開始緩慢地轉(zhuǎn)到水平位置,不計摩擦,在此過程中() AFN1始終減小,F(xiàn)N2始終增大 BFN1始終增大,F(xiàn)N2始終減小 CFN1始終減小,F(xiàn)N2先減小后增大 DFN1先減小后增大,F(xiàn)N2始終減小,例 3,D,,一力不變,兩力方向都變的三力動態(tài)平衡 把一光滑圓環(huán)固定在豎直平面內(nèi),在光滑圓環(huán)的最高點(diǎn)有一個光滑的小孔,如圖所示。質(zhì)量為m的小球套在圓環(huán)上,一根細(xì)線的下端系著小球,上端穿過小孔用手拉住?,F(xiàn)拉動細(xì)線,使小球沿圓環(huán)緩慢下移。在小球移動過程中手對細(xì)線的拉力F和圓環(huán)對小球的彈力FN的大小變化情況是() AF不變,F(xiàn)N增大BF不變,F(xiàn)N減小 CF

12、減小,F(xiàn)N不變 DF增大,F(xiàn)N不變,類題演練 3 ,D,,一力不變,兩力方向都變但兩力大小相等的三力動態(tài)平衡 有兩根完全相同的輕繩,分別按如圖甲、乙的方式固定在A、B和D、E兩點(diǎn)。將一掛有質(zhì)量為m的重物的光滑輕質(zhì)動滑輪掛于輕繩上,當(dāng)滑輪靜止后,設(shè)圖甲、乙中繩子的張力大小分別為T1、T2?,F(xiàn)將圖甲中繩子的B端緩慢向下移動至C點(diǎn),圖乙中繩子的E端緩慢向右移動至F點(diǎn),在兩繩移動的過程中,下列說法正確的是() AT1、T2都變大 BT1變大,T2變小 CT1、T2都不變 DT1不變,T2變大,類題演練 3 ,D,,一力不變,兩力方向都變但兩力夾角不變的三力動態(tài)平衡 (2018云南師大附中月考)如圖所示

13、,柔軟輕繩ON的一端O固定,在其上某點(diǎn)M拴一重物,用手拉住繩的另一端N將重物向右上方緩慢拉起。初始時,OM豎直,OMMN。保持OM與MN夾角不變,在OM由豎直被拉到水平的過程中() AOM上的張力逐漸增大 BOM上的張力先增大后減小 CMN上的張力逐漸增大 DMN上的張力先增大后減小,類題演練 5 ,C,,解析OM和MN的拉力的合力與重力大小相等,方向相反,受力分析如圖甲所示。 設(shè)OM與豎直方向夾角為,畫等效圓如圖乙所示,有FMNGsin,F(xiàn)OMGcos,可知,隨著的增大,MN上的張力逐漸增大,OM上的張力逐漸減小,故C正確,A、B、D錯誤。,,階段培優(yōu)微專題,平衡中的臨界與極值問題 1臨界

14、問題 當(dāng)某物理量變化時,會引起其他幾個物理量的變化,從而使物體所處的平衡狀態(tài)“恰好出現(xiàn)”或“恰好不出現(xiàn)”,在問題的描述中常用“剛好”、“剛能”、“恰好”等語言敘述。 常見的臨界狀態(tài)有: (1)兩接觸物體脫離與不脫離的臨界條件是相互作用力為O(主要體現(xiàn)為兩物體間的彈力為0); (2)繩子斷與不斷的臨界條件為繩中張力達(dá)到最大值;繩子繃緊與松弛的臨界條件為繩中張力為0;,(3)存在摩擦力作用的兩物體間發(fā)生相對滑動或相對靜止的臨界條件為靜摩擦力達(dá)到最大。 研究的基本思維方法:假設(shè)推理法。 2極值問題 平衡物體的極值,一般指在力的變化過程中的最大值和最小值問題。一般用圖解法或解析法進(jìn)行分析。 3策略方法

15、 (1)做好受力分析的基礎(chǔ)上,搞清各力夾角。 (2)難以確定方向和是否存在的力,用假設(shè)法分析看各力變化趨勢,判斷可能情況。,(3)正交分解列方程,寫出解析式。 (4)根據(jù)題中隱含的條件“恰好”“最大”“最小”,用數(shù)字方法結(jié)合物理實際討論其臨界和極值的情況。,(2018福建質(zhì)檢)課堂上,老師準(zhǔn)備了“”型光滑木板和三個完全相同、外表面光滑的勻質(zhì)圓柱形積木,要將三個積木按如圖所示(截面圖)的方式堆放在木板上,則木板與水平面夾角的最大值為() A30B45 C60D90,例 4,A,,方法總結(jié): 突破臨界問題的三種方法 (1)解析法 根據(jù)物體的平衡條件列方程,在解方程時采用數(shù)學(xué)知識求極值。通常用到的數(shù)

16、學(xué)知識有二次函數(shù)求極值、討論分式求極值、三角函數(shù)求極值以及幾何法求極值等。 (2)圖解法 根據(jù)平衡條件作出力的矢量圖,如只受三個力,則這三個力構(gòu)成封閉矢量三角形,然后根據(jù)矢量圖進(jìn)行動態(tài)分析,確定最大值和最小值。,(3)極限法 極限法是一種處理臨界問題的有效方法,它是指通過恰當(dāng)選取某個變化的物理量將問題推向極端(“極大”、“極小”、“極右”、“極左”等),從而把比較隱蔽的臨界現(xiàn)象暴露出來,使問題明朗化,便于分析求解。,類題演練 6 ,C,,,2年高考模擬,AD,,,2(2017天津卷)(多選)如圖所示,輕質(zhì)不可伸長的晾衣繩兩端分別固定在豎直桿M、N上的a、b兩點(diǎn),懸掛衣服的衣架鉤是光滑的,掛于繩

17、上處于靜止?fàn)顟B(tài)。如果只人為改變一個條件,當(dāng)衣架靜止時,下列說法正確的是() A繩的右端上移到b,繩子拉力不變 B將桿N向右移一些,繩子拉力變大 C繩的兩端高度差越小,繩子拉力越小 D若換掛質(zhì)量更大的衣服,則衣架懸掛點(diǎn)右移,AB,,3(2018山東省濰坊市高三上學(xué)期期末試題)(多選)如圖所示,光滑圓圈豎直固定,A為最高點(diǎn),橡皮條上端固定在A點(diǎn),下端連接一套在圓圈上的輕質(zhì)小環(huán),小環(huán)位于B點(diǎn),AB與豎直方向夾角為30,用光滑鉤拉橡皮條中點(diǎn),將橡皮條中點(diǎn)拉至C點(diǎn)時,鉤的拉力大小為F。為保持小環(huán)靜止于B點(diǎn),需給小環(huán)施加一作用力F,下列說法正確的是(),AD,,4(2018山東省實驗中學(xué)二診)如圖,質(zhì)量分別為M、m的兩個木塊A、B通過輕彈簧連接,木塊A放在水平桌面上,木塊B用輕繩通過定滑輪在力F的作用下整體恰好處于靜止?fàn)顟B(tài),繩與水平方向成角。設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,不計滑輪與繩間的摩擦。則不能求下列哪些量() A木塊A對桌面的壓力 B彈簧與水平方向的夾角 C木塊A與桌面之間的動摩擦因數(shù) D彈簧的形變量,D,,

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