高三一轮复习学案物理第二章相互作用第3讲受力分析共点力的平衡.docx

第3讲受力分析共点力的平衡

学习目标1.从具体的情境中选择研究对象，会分析其弹力、摩擦力的有无及方向。2.会灵活应用整体法和隔离法对多物体受力分析。3.会运用共点力平衡的条件分析解决平衡问题。

1.

2.

1.思考判断

(1)物体沿光滑斜面下滑时，受到重力、支持力和下滑力的作用。(×)

(2)物体的速度为零即处于平衡状态。(×)

(3)物体处于平衡状态时，其加速度一定为零。(√)

(4)物体受两个力作用处于平衡状态，这两个力必定等大反向。(√)

(5)物体受三个力F1、F2、F3作用处于平衡状态，若将F2转动90°，则这三个力的合力大小为eq\r(2)F2。(√)

2.“空中速降”是一项具有挑战性的体育游乐项目。如图所示，某人沿一根绳索匀速下滑，绳索上端A竖直，下端B松弛。下列对人的受力分析正确的是()

答案A

考点一受力分析

受力分析的四种方法

假设法

在未知某力是否存在时，先对其做出不存在的假设，然后根据该力不存在对物体运动和受力状态的影响来判断该力是否存在

整体法

将加速度相同的几个相互关联的物体作为一个整体进行受力分析的方法

隔离法

将所研究的对象从周围的物体中分离出来，单独进行受力分析的方法

动力学

分析法

对加速运动的物体进行受力分析时，应用牛顿运动定律进行分析求解的方法

例1如图1所示，两梯形木块A、B叠放在水平地面上，A、B之间的接触面倾斜。A的左侧靠在光滑的竖直墙面上，加水平推力后，关于两木块的受力，下列说法正确的是()

图1

A.A、B之间一定存在摩擦力作用

B.木块A可能受三个力作用

C.木块A一定受四个力作用

D.木块B一定受到地面向右的摩擦力

答案B

解析如果A受到重力、墙面对它的弹力和B对它的支持力，这三个力恰好平衡，则A、B之间没有摩擦力，故A、C错误，B正确；以A、B整体为研究对象，竖直方向受到A、B的重力和地面的支持力，水平方向受到水平推力和墙面的弹力，水平地面可以对B无摩擦力，故D错误。

1.如图2，天花板与水平面间的夹角为θ＝37°，一质量为m的物块在一垂直于天花板向上的力F作用下静止于天花板上，已知物块与天花板之间的动摩擦因数为μ＝0.5，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，则()

图2

A.物块可能只受三个力作用

B.物块对天花板的摩擦力沿天花板向上

C.力F的大小不得小于2mg

D.力F的大小可能为1.25mg

答案C

解析物块在重力作用下，有沿天花板下滑的趋势，一定受到沿天花板向上的静摩擦力，天花板对物块一定也有弹力，所以物块受重力、推力F、天花板的弹力和摩擦力四个力的作用，故A错误；天花板对物块的摩擦力沿天花板向上，根据牛顿第三定律可知，物块对天花板的摩擦力沿天花板向下，故B错误；对物块受力分析及正交分解如图所示，物块静止，则y方向有F＝mgcosθ＋FN，x方向有f＝mgsinθ≤fm＝μFN，联立解得F≥2mg，故C正确，D错误。

受力分析的三个技巧

(1)不要把研究对象所受的力与研究对象对其他物体的作用力混淆。

(2)除了根据力的性质和特点进行判断，假设法是判断弹力、摩擦力的有无及方向的常用方法。

(3)善于转换研究对象，尤其是在弹力、摩擦力的方向不易判定的情形中，可以分析与其接触物体的受力，再应用牛顿第三定律判定。

考点二共点力的平衡条件及应用

求解共点力平衡问题的常用方法

(1)合成法：一个力与其余所有力的合力等大反向，常用于非共线三力平衡。

(2)正交分解法：Fx合＝0，Fy合＝0，常用于多力平衡。

(3)矢量三角形法：把表示三个力的有向线段构成一个闭合的三角形，常用于非特殊角的一般三角形。

角度三力平衡

例2质量为m的小球，用细线AB悬挂在竖直的墙壁上，细线与墙壁的夹角为60°，如图3甲所示，当小球受到拉力F1时，拉力与细线的夹角为120°，小球正好静止不动，细线拉力为F甲。如图乙所示，当小球受到拉力F2时，拉力与细线的夹角为150°，小球正好静止不动，细线拉力为F乙，重力加速度为g，下列等式正确的是()

图3

A.F1＝mg B.F2＝2mg

C.F甲＝eq\r(3)mg D.F乙＝eq\r(3)mg

答案A

解析法一合成法

对甲图中小球受力分析，如图(1)所示。小球处于平衡状态，由合成法可得拉力F1＝mg，F甲＝mg，故A正确，C错误；

(1)(2)

对乙图中小球受力分析，如图(2)所示，小球处于平衡状态，由合成法可得F2＝mgtan60°＝eq\r(3)mg，F乙＝eq\f(mg,cos60°)＝2mg，故B、D错误。

法二正交分解法

对甲图中小球受力分析，建立坐标系，分解F1和F甲，如图(3)所示