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第3讲 受力分析 共点力的平衡
1.共点力的平衡
共点力 力的作用点在物体上的同一点或力的延长线交于一点 的几个力叫做共点力.平衡状态 物体处于静止状态或匀速直线运动状态,叫做平衡状态.(该状态下物体的加速度为零) 平衡条件 物体受到的合外力为零,即F合=0或 2.平衡条件的推论(1)二力平衡
如果物体在两个共点力的作用下处于平衡状态,这两个力必定大小相等,方向相反,为一对平衡力.
(2)三力平衡
如果物体在三个共点力的作用下处于平衡状态,其中任意两个力的合力一定与第三个力大小相等、方向相反.
(3)多力平衡
如果物体受多个力作用处于平衡状态,其中任何一个力与其余力的合力大小相等,方向相反.
3.受力分析
(1)定义:把指定物体(研究对象)在特定的物理环境中受到的所有外力都找出来,并画出受力图,这个过程就是受力分析.
(2)受力分析的一般顺序:先分析场力(重力、电场力、磁场力),再分析接触力(弹力、摩擦力),最后分析其他力.
(3)受力分析的步骤
明确研究对象:研究对象可以是某一个物体,也可以是保持相对静止的若干个物体的集合.
隔离物体分析——将研究对象从周围的物体中隔离出来,进而分析周围物体有哪些对它施加了力的作用.
画出受力示意图,标明各力的符号.
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目所给的运动状态,防止发生漏力、添力或错力现象.
1. (2011·济南模拟)如图所示,猎人非法猎猴,用两根轻绳将猴子悬于空中,猴子处于静止状态.以下相关说法正确的是( ).
A.猴子受到的三个力不是共点力
B.绳拉猴子的力和猴子拉绳的力相互平衡
C.地球对猴子的引力与猴子对地球的引力是一对作用力和反作用力
D.人将绳子拉得越紧,猴子受到的合力越大
答案 C
2.如图所示,一物体在粗糙水平地面上受斜向上的恒定拉力F作用而做匀速直线运动,则下列说法正确的是( ).
A.物体可能只受两个力作用
B.物体可能受三个力作用
C.物体可能不受摩擦力作用
D.物体一定受四个力作用答案 D
3.如图所示,放在斜面上的物体受到垂直于斜面向上的力F作用而物体始终保持静止.当力 F 逐渐减小,则物体受到斜面的摩擦力( ).
A.保持不变B.逐渐减小
C.逐渐增大D.以上三种均有可能答案 A
4.(2012·江苏省扬州测试)质量为m的长方形木块静止在倾角为θ的斜面上,斜面对木块的支持力和摩擦力的合力方向应该是( ).
A.沿斜面向下 B.垂直于斜面向上
C.沿斜面向上 D.竖直向上答案 D5.超市中小张沿水平方向推着质量为m的购物车乘匀速上升的自动扶梯上楼,如图2-3-4所示.假设小张、购物车、自动扶梯间保持相对静止,自动扶梯的倾角为30°,小张的质量为M,小张与扶梯间的摩擦因数为μ,小车与扶梯间的摩擦忽略不计.则( ).
A.小张对扶梯的压力大小为Mgcos 30°,方向垂直于斜面向下
B.小张对扶梯的摩擦力大小为(M+m)gsin 30°,方向沿斜面向下
C.扶梯对小张的摩擦力大小为μ(M+m)gcos 30°,方向沿斜面向上
D.小张对车的推力和车对小张的推力大小必相等,这是因为人和车均处于平衡状态
解析 对购物车进行受力分析,购物车受到的人的推力F=mgtan θ,对人进行受力分析,人受到的摩擦力f=Mgsin θ+Fcos θ=(M+m)gsin θ,沿斜面向上,人受到的弹力N=Mgcos θ-Fsin θ=Mgcos θ-mgsin θtan θ,A、C错,B对;小张对车的推力和车对小张的推力是一对作用力与反作用力,大小相等方向相反,D错.
答案 B
考点一 物体的受力分析
受力分析时的注意事项
(1)养成按“一重力、二弹力、三摩擦、四其他”的顺序分析受力的习惯.
(2)明确研究对象(可以是一个点、一个物体或一个系统等).
(3)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一周,对接触面逐一分析,在弹力和摩擦力不确定时,可结合产生条件和受力分析的结果与题中物体状态是否相符来判断.
(4)区分研究对象所受的力与研究对象对其他物体的作用力.
【典例1】 (2011·山东泰安模拟)如图所示,在斜面上,木块A与B的接触面是水平的,绳子呈水平状态,两木块均保持静止.则关于木块A和木块B的受力个数不可能的是( ).
A.2个和4个 B.3个和4个
C.4个和4个 D.4个和5个
答案 B
——受力分析的基本思路
【变式1】 (2011·辽宁沈阳二测)如图所示,两个等大、反向的水平力F分别作用在物体A和B上,A、B两物体均处于静止状态.若各接触面与水平地面平行,则A、B两物体各受几个力( ).
A.3个、4个 B.4个、4个
C.4个、5个 D.4个、6个答案 C
考点二 静态平衡问题的分析
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