《三维设计》2014新课标高考物理一轮总复习课件 第二章相互作用热点专题课（二） 求解平衡问题的八种方法.ppt

* 一、合成、分解法 利用力的合成与分解解决三力平衡的问题，具体求解时有两种思路：一是将某力沿另两个力的反方向进行分解，将三力转化为四力，构成两对平衡力；二是某二力进行合成，将三力转化为二力，构成一对平衡力。 [典例1]　如图2－1所示，两滑块放在光滑的水平 面上，中间用一细线相连，轻杆OA、OB搁在滑块上， 且可绕铰链O自由转动，两杆长度相等，夹角为θ，当 竖直向下的力F作用在铰链上时，滑块间细线的张力为 多大？ 图2－1 图2－2 斜向下的压力F1将产生两个效果：竖直向下压滑块的F1″和沿水平方向推滑块的力F1′，因此，将F1沿竖直方向和水平方向分解， 二、图解法 在共点力的平衡中，有些题目中常有“缓慢”一词，则物体处于动态平衡状态。解决动态平衡类问题常用图解法，图解法就是在对物体进行受力分析(一般受三个力)的基础上，若满足有一个力大小、方向均不变，另有一个力方向不变时，可画出这三个力的封闭矢量三角形来分析力的变化情况的方法，图解法也常用于求极值问题。 [典例2]　如图2－3所示，一小球在斜面上 处于静止状态，不考虑一切摩擦，如果把竖直 挡板由竖直位置缓慢绕O点转至水平位置，则 此过程中球对挡板的压力F1和球对斜面的压力 F2的变化情况是 (　　) A．F1先增大后减小，F2一直减小 B．F1先减小后增大，F2一直减小 C．F1和F2都一直减小 D．F1和F2都一直增大 图2－3 [解析]　小球受力如图2－4甲所示，因挡板是缓慢转动，所以小球处于动态平衡状态，在转动过程中，此三力(重力、斜面支持力、挡板弹力)组成矢量三角形的变化情况如图乙所示(重力大小方向均不变，斜面对其支持力方向始终不变)，由图可知此过程中斜面对小球的支持力不断减小，挡板对小球弹力先减小后增大，再由牛顿第三定律知B对。 图2－4 [答案]　B 三、正交分解法 物体受到三个或三个以上力的作用时，常用正交分解法列平衡方程求解：Fx合＝0，Fy合＝0。为方便计算，建立坐标系时以使尽可能多的力落在坐标轴上为原则。 [典例3]　如图2－5所示，用与水平成θ角的推力 F作用在物块上，随着θ逐渐减小直到水平的过程中， 物块始终沿水平面做匀速直线运动。关于物块受到的外力，下列判断正确的是 (　　) A．推力F先增大后减小 B．推力F一直减小 C．物块受到的摩擦力先减小后增大 D．物块受到的摩擦力一直不变 图2－5 [解析]　对物体受力分析，建立如图2－6 所示的坐标系。 由平衡条件得 Fcos θ－Ff＝0 FN－(mg＋Fsin θ)＝0 又Ff＝μFN 图2－6 [答案]　B 四、三力汇交原理 物体受三个共面非平行外力作用而平衡时，这三个力必为共点力。 [典例4]　一根长2 m，重为G的不均 匀直棒AB，用两根细绳水平悬挂在天花 板上，当棒平衡时细绳与水平面的夹角如 图2－7所示，则关于直棒重心C的位置下列说法正确的是(　　) 图2－7 图2－8 [答案]　A 五、整体法和隔离法 选择研究对象是解决物理问题的首要环节。若一个系统中涉及两个或者两个以上物体的平衡问题，在选取研究对象时，要灵活运用整体法和隔离法。对于多物体问题，如果不求物体间的相互作用力，我们优先采用整体法，这样涉及的研究对象少，未知量少，方程少，求解简便；很多情况下，通常采用整体法和隔离法相结合的方法。 [典例5]　如图2－9所示，放置在水平地面上的质量为M的直角劈上有一个质量为m的物体，若物体在直角劈上匀速下滑，直角劈仍保持静止，那么下列说法正确的是(　　) A．直角劈对地面的压力等于(M＋m)g B．直角劈对地面的压力大于(M＋m)g C．地面对直角劈没有摩擦力 D．地面对直角劈有向左的摩擦力 图2－9 [解析]　方法一：隔离法 先隔离物体，物体受重力mg、斜面对它的支持力FN、沿斜面向上的摩擦力Ff，因物体沿斜面匀速下滑，所以支持力FN和沿