专题力与场内物体的平衡技术分析.pptx

专题一 力与场内物体的平衡 本专题解决的是受力分析和共点力平衡问题．高考对本专题内容的考查主要有：①对各种性质力特点的理解；②共点力作用下平衡条件的应用．考查的主要物理方法和思想有：①整体法和隔离法；②假设法；③合成法；④正交分解法；⑤矢量三角形法；⑥相似三角形法；⑦等效思想；⑧分解思想． 专题定位 深刻理解各种性质力的特点．熟练掌握分析共点力平衡问题的各种方法． 应考策略 高考题型1　整体法与隔离法的应用 高考题型2　平衡条件的应用 高考题型3　电学中的平衡问题 高考题型4　平衡中的临界与极值问题 栏目索引 1.在分析两个或两个以上物体间的相互作用时，一般采　　 用整体法与隔离法进行分析． 2.采用整体法进行受力分析时，要注意系统内各个物体的状态应该相同． 3.当直接分析一个物体的受力不方便时，可转移研究对象，先分析另一个物体的受力，再根据牛顿第三定律分析该物体的受力，此法叫“转移研究对象法”． 考 向 一 高考题型1 　整体法与隔离法的应用 解题方略 例1　如图1所示，A是倾角为θ的质量为M的斜面体，B是质量为m的截面为直角三角形的物块，物块B上表面水平．物块B在一水平推力F的作用下沿斜面匀速上升，斜面体静止不动．设重力加速度为g，则下列说法中正确的是(　　) A．地面对斜面体A无摩擦力 B．B对A的压力大小为mgcos θ C．A对地面的压力大小为Mg 图1 解析　先对A、B整体受力分析，受重力、支持力、推力和向左的静摩擦力，根据平衡条件，有：水平方向：F＝Ff，竖直方向：FN1＝(M＋m)g，根据牛顿第三定律，压力与支持力等值，故压力为(M＋m)g，故A、C错误； 对物块B受力分析，受推力、重力、支持力和滑动摩擦力，根据平衡条件，有：平行斜面方向：Fcos θ－mgsin θ－Ff′＝0，垂直斜面方向：FN2＝Fsin θ＋mgcos θ.其中：Ff′＝μFN2 ，根据牛顿第三定律，压力与支持力等值，故压力为Fsin θ＋mgcos θ，故B错误； 答案　D 预测1　如图2所示，质量均为M的A、B两滑块在粗糙水平面上，两轻杆等长，杆与滑块、杆与杆间均用光滑铰链连接，在两杆铰合处悬挂一质量为m的重物C，整个装置处于静止状态，设杆与水平面间的夹角为θ.下列说法正确的是(　　) 图2 A．当m一定时，θ越大，轻杆受力越小 B．当m一定时，θ越小，滑块对地面的压力越大 C．当θ一定时，M越大，滑块与地面间的摩擦力越大 D．当θ一定时，M越小，可悬挂重物C的质量m越大 解析　将C的重力按照作用效果分解，如图所示： 故m一定时，θ越大，轻杆受力越小，A正确； 对A、B、C整体分析可知，滑块对地面的压力为FN＝(2M＋m)g，与θ无关，B错误； 预测2　如图3所示，质量为M的木块A套在粗糙水平杆上，并用轻绳将木块A与质量为m的小球B相连．现用水平力F将小球B缓慢拉起，在此过程中木块A始终静止不动．假设杆对A的支持力为FN，杆对A的摩擦力为Ff，绳中拉力为FT，则此过程中(　　) A．F增大 B．Ff不变 C．FT减小 D．FN减小 图3 解析　以B为研究对象，小球受到重力、 水平力F和轻绳的拉力FT，如图甲所示： 由平衡条件得：F＝mgtan α，α增大， 则F增大；再以整体为研究对象，受力 分析图如图乙所示，根据平衡条件得：Ff＝F，则Ff逐渐增大，FN＝(M＋m)g，即FN保持不变． 答案　A 预测3　(2015·山东·16)如图4所示，滑块A置于水平地面上，滑块B在一水平力作用下紧靠滑块A(A、B接触面竖直)，此时A恰好不滑动，B刚好不下滑．已知A与B间的动摩擦因数为μ1，A与地面间的动摩擦因数为μ2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力．A与B的质量之比为(　　) 图4 解析　对物体A、B整体在水平方向上有F＝μ2(mA＋mB)g； 对物体B在竖直方向上有μ1F＝mBg； 答案　B 1．平衡状态：物体静止或做匀速直线运动． 2．平衡条件：F合＝0或Fx＝0，Fy＝0. 3．常用推论：(1)若物体受n个作用力而处于平衡状态，则其中任意一个力与其余(n－1)个力的合力大小相等、方向相反． (2)若三个共点力的合力为零，则表示这三个力的有向线段首尾相接组成一个封闭三角形． 考 向 一 高考题型2　平衡条件的应用 解题方略 4．动态平衡问题分析的常用方法 (1)解析法：一般把力进行正交分解，两个方向上列平衡方程，写出所要分析的力与变化角度的关系，然后判断各力的变化趋势． (2)图解法：能用图解法分析动态变化的问题有三个显著特征：①物体一般受三个力作用；②其中有一个大小、方向都不变的力；③还有一个方向不变的力． 图5 解析　对m1、m2受力分析如图所示，对m1有： 答案　B 预测4　如图6甲所示为超市中的自 动坡道式