人教版高考物理一轮总复习精品课件 第2章 相互作用——力 专题2 受力分析 共点力的平衡及应用.ppt

考向1图解法与解析法解决三力动态平衡问题【典例2】如图所示,把球夹在竖直墙面AC和木板BC之间,不计摩擦,球对墙的压力为FN1,球对板的压力为FN2。在将板BC逐渐放至水平的过程中,下列说法正确的是()A.FN1和FN2都增大 B.FN1和FN2都减小C.FN1增大,FN2减小 D.FN1减小,FN2增大B思维点拨(1)画出球的受力示意图。(2)怎么理解“将板BC逐渐放至水平”这句话?提示(1)(2)球始终处于动态平衡状态。解析:以球为研究对象,分析受力,球受到重力mg、墙对球的支持力FN1和板对球的支持力FN2。设板与墙间的夹角为α,根据平衡条件知,墙对球的弹力FN1和板对球的支持力FN2的合力与mg大小相等、方向相反,则由分析图可得FN1=mgcotα,,在将板BC逐渐放至水平的过程中,α增大,cotα减小,sinα增大,则知FN1减小,FN2减小,根据牛顿第三定律得知FN1减小,FN2减小。故B正确。考向2相似三角形法解决三力动态平衡问题【典例3】如图所示,固定在竖直平面内的光滑圆环的最高点有一个小孔,质量为m的小球套在圆环上,一根细线的下端系着小球,上端穿过小孔用手拉住。现拉动细线,使小球沿圆环缓慢上移,在移动过程中手对线的拉力F和轨道对小球的弹力FN的大小变化情况是()A.F不变,FN增大 B.F不变,FN减小C.F减小,FN不变 D.F增大,FN减小C解析:因为小球沿圆环缓慢上移,所以可认为小球始终处于平衡状态,对小球进行受力分析,作出受力示意图如图所示。由图可知△OAB∽△GFA,则有。当A点上移时,重力G和半径R不变,lAB减小,故F减小,FN不变,由手对线的拉力F等于小球对线的拉力F知C正确。规律总结相似三角形法分析动态平衡问题技巧对物体进行受力分析作出力的矢量三角形后,如能判定力的矢量三角形与图形中已知长度的三角形(线、杆、壁等围成的几何三角形)相似,则可用相似三角形对应边成比例求出力的比例关系,从而达到求未知量的目的。问题中往往涉及三个力,其中一个力为恒力,另两个力的大小和方向均发生变化,则此时通常用相似三角形法分析。相似三角形法是解平衡问题时常用到的一种方法,解题的关键是正确地受力分析,寻找与力的矢量三角形相似的几何三角形。训练突破5.(多选)如图所示,柔软轻绳ON的一端O固定,其中间某点M拴一重物,用手拉住绳的另一端N,初始时,OM竖直且MN被拉直,OM与MN之间的夹角为。现将重物向右上方缓慢拉起,并保持夹角α不变。在OM由竖直被拉到水平的过程中()A.MN上的拉力逐渐增大B.MN上的拉力先增大后减小C.OM上的拉力逐渐增大D.OM上的拉力先增大后减小AD解析:方法一:受力分析如图所示,设OM与竖直方向夹角为θ。M点绕O点做圆周运动。沿切线方向,FMNcos(α-90°)=mgsinθ,沿半径方向,FOM=FMNsin(α-90°)+mgcosθ。方法二:利用矢量圆,如图所示。?重力保持不变,是矢量圆的一条弦,FOM与FMN夹角即圆心角保持不变。由图知FMN一直增大到最大,FOM先增大再减小,当OM与竖直夹角为θ=α-90°时FOM最大。能力形成点4平衡中的临界与极值问题(师生共研)整合构建1.问题特点(1)临界问题。当某物理量变化时,会引起其他几个物理量的变化,从而使物体所处的平衡状态能够“恰好出现”或“恰好不出现”。在问题描述中常用“刚好”“刚能”“恰好”等语言叙述。(2)极值问题。平衡物体的极值,一般是指在力的变化过程中出现最大值和最小值问题。2.解题思路解决共点力平衡中的临界、极值问题“四字诀”。考向1图解法的应用【典例4】如图所示,重力都为G的两个小球A和B用三段轻绳连接后悬挂在O点上,O、B间的绳子长度是2l,A、B间的绳子长度是l。将一个拉力F作用到小球B上,使三段轻绳都伸直,同时O、A间和A、B间的两段轻绳分别处于竖直和水平方向上,则拉力F的最小值为()A规律方法解决临界问题的基本思路(1)认真审题,详细分析问题中变化的过程(包括分析整体过程中有几个阶段)。(2)寻找过程中变化的物理量(自变量与因变量)。(3)探索因变量随自变量变化时的变化规律,要特别注意相关物理量的变化情况。(4)确定临界状态,分析临界条件,找出临界关系。考向2解析法的应用【典例5】如图所示,质量为m的物体,放在一固定斜面上,当斜面倾角为30°时恰能沿斜面匀速下滑。对物体施加一大小为F的水平向