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学案3 受力分析共点力的平衡
课 前 热 身
1.受力分析
(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所有力都分析出来,并画出物体所受力的图,这个过程就是受力分析。
(2)(受力分析的顺序:先找 ,再找 (弹力、摩擦力),最后分析其他力(电磁力、浮力等)。
(3)受力分析的三个判断依据
①从力的概念判断,寻找对应的 物体。
②从力的性质判断,寻找产生的原因。
③从力的效果判断,寻找是否产生 或改变 。
(4)对物体进行正确的受力分析是解决力学问题的基础,在对物体进行受力分析时,为避免漏力,应做到:
①养成按“一重二弹三摩四其他”的顺序分析力的习惯。
②分析弹力、摩擦力这些接触力时,按一定的绕向围绕研究对象,对接触面逐一分析。
2.共点力的平衡
(1)共点力:一个物体同时受到几个力的作用,如果它们作用在物体上 点或 ,这几个力就叫共点力。
(2)平衡状态
物体保持 或 叫平衡状态。
(3)平衡条件
①共点力作用下物体保持平衡的条件是: 。即:F合=0。
②物理意义:反映平衡的物体所受的各个外力之间的关系。
(4)平衡条件的推论
当物体平衡时,其中某个力必定与余下的其他力的合力等值向。
(5)三力汇交原理
物体在作用线共面的三个非平行力作用下处于平衡状态时,这三个力的作用线必须相交于 点。
考 点 突 破
考点1 物体受力分析
考 点 精 讲
1.受力分析:就是把研究对象在给定物理环境中所受到的力全部找出来,并画出相应的受力示意图的过程。
2.受力分析的方法
方法 整体法 隔离法 概念 将加速度相同的几个相互关联的物体作为一个整体进行分析的方法 将所研究的对象从周围的物体中分离出来的方法 选用原则 研究系统外的物体对系统整体的作用力或系统整体的加速度 研究系统内部各物体之间的相互作用力 注意问题 受力分析时不考虑系统内各物体之间的相互作用力 一般情况下隔离受力较少的物体 3.受力分析的基本步骤
(1)明确研究对象:即确定受力分析的物体,研究对象可以是单个物体,也可以是多个物体的组合。
(2)隔离物体分析:将研究对象从周围物体中隔离出来,进而分析周围有哪些物体对它施加了力的作用。
(3)画受力示意图:在找出力的同时,画出受力示意图,作用点一般画在物体的重心上,并准确标出各力的方向。
(4)验证分析结果:检查画出的每一个力能否找出它的施力物体,检查分析结果能否使研究对象处于题意所给的运动状态。
温 馨 提 示
在对物体进行受力分析时,要防止漏力或添力。
(1)受力分析的顺序一般应是先分析场力,再分析接触力。
(2)对分析出的每一个力都能找出施力物体。 典 例 剖 析
[例1]如图2-3-1所示,物体A靠在竖直墙面上,在力F的作用下,A、B保持静止。物体B的受力个数为( )
A.2 B.3
C.4 D.5
【思路点拨】(1)若物体A被固定在墙上,其他条件不变,则物体B可能受几个力作用。
(2)若将力F改为水平向左的力作用在物体B上,其他条件不变,则物体A、B分别受几个力的作用。
【解析】以A为研究对象,受力情况如图甲所示,此时,墙对物体A没有支持力(此结论可利用整体法得到)。
再以B为研究对象,结合牛顿第三定律,其受力情况如图乙所示,即要保持物体B平衡,B应受到重力、压力、摩擦力、力F四个力的作用。
【答案】C
对 应 训 练
1.L型木板P(上表面光滑)放在固定斜面上,轻质弹簧一端固定在木板上,另一端与置于木板上表面的滑块Q相连,如图2-3-2所示。若P、Q一起沿斜面匀速下滑,不计空气阻力。则木板P的受力个数为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
考点2 共点力作用下物体的平衡
考 点 精 讲
1.共点力平衡问题的处理方法
(1)处理共点力平衡问题常用的方法
方法 内容 分解法 物体受到几个力的作用,将某一个力按力的效果进行分解,则其分力和其他力在所分解的方向上满足平衡条件。 合成法 物体受几个力的作用,通过合成的方法将它们简化成两个力。这两个力满足二力平衡条件。 正交分解法 将处于平衡状态的物体所受的力,分解为相互正交的两组,每一组的力都满足二力平衡条件。 力的三角形法 物体受同一平面内三个互不平行的力的作用平衡时,这三个力的矢量箭头首尾相接,构成一个矢量三角形,反之,若三个力的矢量箭头首尾相接恰好构成三角形,则这三个力的合力必为零,利用三角形定则,根据正弦定理、余弦定理或相似三角形等数学知识可求解未知力。 (2)解决动态平衡、临界与极值问题的常用方法
方法 步骤 解析法 ①选某一状态对物体受力分析
②将物体受的力按实际效果分解或正交分解
③列平衡方程求出未知量与已知量的关系表达式
④根据已知量的变化情况来确定未知量的变化情况
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