浙江专版2019版高考物理大一轮复习第二章相互作用第3课时共点力的平衡创新学案.doc

1、【 精品教育资源文库 】 第 3 课时 共点力的平衡 1.受力分析 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 ， 并画出受力示意图的过程。 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.受力分析的常用方法 (1)整体法：将加速度相同的几个物体作为一个整体来分析的方法。 (2)隔离法：将研究对象与周围物体分隔开来分析的方法。 (3)假设法：在受力分析时 ， 若不能确定某力是否存在 ， 可先对其作出存在或不存在的假设 ，然后再就该力存在与否对物体运动状态影响的不 同来判断该力的有无。 4.平衡

2、状态：物体处于 静止 状态或 匀速直线运动 状态 ， 即 a 0。 5.共点力的平衡条件 F 合 0 或者?Fx 0Fy 0 6.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 。 (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 ， 其中任何一个力与其余两个力的合力大小 相等 ， 方向 相反 ；并且这三个力的矢量可形成一个封闭的矢量 三角形 。 (3)多力平衡：如果物体在多个共点力的作用下处 于平衡状态 ， 其中任何一个力与其余几个力的合力大小 相等 ， 方向 相反 。 【思考判断】 1.物体的速度为零即处于平衡状

3、态 ( ) 2.物体处于平衡状态时 ， 其加速度一定为零 ( ) 3.物体受两个力处于平衡状态 ， 这两个力必定等大反向 ( ) 【 精品教育资源文库 】 4.竖直上抛的小球到最高点时处于平衡状态 ( ) 5.宇航员乘坐神舟十一号飞船绕地球做圆周运动时处于平衡状态 ( ) 考点一 受力分析 (c/c) 要点突破 1.受力分析的基本思路 2.受力分析的注意事项 (1)只分析研究对象所受的力 ， 不分析研究对象对其他 物体所施加的力。 (2)只分析性质力 ， 不分析效果力。 (3)每分析一个力 ， 都应找出施力物体。 (4)合力和分力不能同时作为物体所受的力。 (5)应结合运动状态。 (6)注意

4、牛顿第三定律的应用。 (7)遇到弹力、摩擦力的判断较复杂时可用假设法。 典例剖析 【例 1】 (2017 湖州期中 )如图所示 ， 沿光滑水平面运动的小滑块 ， 当冲上光滑的斜面后 ，受到的力有 ( ) A.重力、弹力、上冲力 B.重力、弹力 C.重力、弹力、下滑力 D.重力、弹力、上冲力、下滑力 解析 小滑块受重力、斜面的支持力 ， 没有上冲 力 ， 因为该力没有施力物体 ， 也没有下 滑力 ，下滑力是重力的一个分力。故 B 正确 ， A、 C、 D 错误。 答案 B 【 精品教育资源文库 】 【例 2】 在水平桌面上叠放着木块 P 和 Q， 用水平力 F 推 Q， 使 P、 Q 两木块一

5、起沿水平桌面匀速滑动 ， 如图所示 ， 以下说法中正确的是 ( ) A.P 受三个力 ， Q 受六个力 B.P 受四个力 ， Q 受六个力 C.P 受两个力 ， Q 受五个力 D.以上答案均不正确 解析 分析木块 P 受竖直 方向的重力 G 和支持力 FN的作用 ， 木块 Q 受重力 G ， 地面的支持力 FN ， P 木块的压力 FN 、水平推力 F 和地面对木块 Q 的摩擦力 Ff。 答案 C 【例 3】 如图所示 ， 质量为 M 的楔形物块静置在水平地面上 ， 其斜面的倾角为 。斜面上有一质量为 m 的小物块 ， 小物块与斜面之间存在摩擦。用恒力 F 沿斜面向上拉小物块 ， 使之匀速上滑

6、。在小物块运动的过程中 ， 楔形 物块始终保持静止。则地面对楔形物块的支持力的大小为 ( ) A.(M m)g B.(M m)g F C.(M m)g Fsin D.(M m)g Fsin 解析 匀速沿斜面上滑的小物块和楔形物块都处于平衡状态 ， 可将二者看作一个处于平衡状态的整体 ， 由竖直方向受力平衡可得 (M m)g FN Fsin ， 解得 FN (M m)g Fsin 。 答案 D 【方法总结】 受力分析的常用方法 (1)整体法：将加速度相同的几个物体作为一个整体来分析的方法。 (2)隔离法：将研究对象与周围物体分隔开来分析的方法。 (3)假设法：在受力分析时 ， 若不能确定某力是否

7、存在 ， 可先对其作出存在或不存在的假设 ，然后再就该力存在与否对物体运动状态影响的不同来判断该力的有无。 【 精品教育资源文库 】 针对训练 1.如图 所示， 物块静止在固定的斜面上 ， 物块受到的力有 ( ) A.重力、支持力和摩擦力 B.重力、摩擦力和下滑力 C.重力、摩擦力和平衡力 D.重 力、弹力和平衡力 解析 对物块受力分析 ， 物块受到重力、斜面的支持力和沿斜面向上的摩擦力作用 ， 选项 A正确。 答案 A 2.如图所示 ， 小车 M 在恒力 F 作用下 ， 沿水平地面做直线运动 ， 由此可判断 ( ) A.若地面光滑 ， 则小车一定受三个力作用 B.若地面粗糙 ， 则小车一定

8、受三个力作用 C.若小车做匀速运动 ， 则小车一定受四个力作用 D.若小车做加速运动 ， 则小车一定受三个力作用 解析 先分析重力和已知力 F， 再分析弹力 ， 由于 F 的竖直分力可能等于重力 ， 因此地面可能对物体无弹力作用 ， 选项 A 错误； F 的竖直分力可能小于重力 ， 地面 对物体有弹力作用 ，若地面粗糙 ， 小车受摩擦力作用 ， 共四个力作用 ， 选项 B 错误；若小车匀速运动 ， 那么水 平方向上所受摩擦力与 F 的分力平衡 ， 这时小车一定受重力、恒力 F、地面弹力、摩擦力四个力作用 ， 选项 C 正确；若小车做加速运动 ， 当地面光滑时 ， 小车受重力和力 F 作用或受重

9、力、力 F、地面弹力作用 ， 选项 D 错误。 答案 C 考点二 共点力作用下物体的平衡 (c/c) 要点突破 1.应用平衡条件解题的步骤 【 精品教育资源文库 】 (1)选取研究对象：根据题目要求 ， 选取一个平衡体 (单个物体或系统 ， 也可以是结点 )作为研究对象。 (2)画受力示意图：对研 究对象按受力分析的顺序进行受力分析 ， 画出受力示意图。 (3)建立坐标系：选取合适的方向建立直角坐标系。 (4)列方程求解：根据平衡条件列出平衡方程 ， 解平衡方程 ， 对结果进行讨论。 2.平衡问题常见处理方法 方法 内容 合成法 物体受三个共点力的作用而平衡 ， 则任意两个力的合力一定与第三

10、个力大小相等 ，方向相反 分解法 物体受三个共点力的作用而平衡 ， 将某一个力按力的效果分解 ， 则其分力和其他两个力满足平衡条件 正交分解法 物体受到三个或三个以上力的作用时 ， 将物体所受的力分解为相互垂直的两组 ，每组力都满足平衡条件 力的三角形法 对受三力作用而平衡的物体 ， 将力的矢量图平移使三力组成一个首尾依次相接的矢量三角形 ， 根据正弦定理、余弦定理或相似三角形等数学知识求解未知力 3.动态平衡问题解决方法 (1)动态平衡：是指平衡问题中的一部分力是变力 ， 是动态力 ， 力的大小和方向均要发生变化 ， 所以叫动态平衡 ， 这是力平衡问题中的一类难题。 (2)基本思路：化 “

11、动 ” 为 “ 静 ” ，“ 静 ” 中求 “ 动 ” 。 (3)基本方法：图解法和解析法。图解法是利用力的平行四边形 (或矢量三角形 )中角与边长的变化情况来直接确定物理量的变化情况。 典例剖析 【例 1】 如图所示 ， 有一只重为 G 的蜻蜓在空中沿虚线方向匀速直线飞行 ， 在此过程中 ，蜻蜓受到空气对它的作用力的方向是 ( ) A.a 方向 B.b 方向 C.c 方向 D.d 方向 【 精品教育资源文库 】 解析 蜻蜓做匀速直线运动 ， 蜻蜓受重力和空气的作用力而处于平衡状态 ， 故空气对蜻蜓的作用力的方向竖直向上 ， 即沿 a 方向 ， 故选 A。 答案 A 【例 2】 如图所示 ，

12、 质量为 m 的物体在与水平方向成 角的拉力作用下做匀速直线运动 ，物体与水平面间的动摩擦因数为 ， 则物体所受摩擦力的大小为 ( ) A.Fcos B.Fsin C. mg D. (mg Fcos ) 解析 以质量为 m 的物体为研究对象 ， 受力分析如图所示 ， 根 据平衡条件得：水平方向上Fcos Ff， 竖直方向上 Fsin FN mg， 则 Ff F N (mg Fsin )， 故 A 正确。 答案 A 【例 3】 如图所示 ， 电灯悬挂于两墙壁之间 ， 更换水平绳 OA 使连接点 A 向上移动而保持 O点位置和 OB 绳的位置不变 ， 则在 A 点向上移动的过程中 ( ) A.绳

13、OB 的拉力逐渐增大 B.绳 OB 的 拉力不变 C.绳 OA 的拉力先增大后减小 D.绳 OA 的拉力先减小后增大 解析 在绳 OA 的连接点 A 向 上移动的过程中 ， 结点 O 始终处于平衡状态。取结点 O 为研究对象 ， 受力情况如图所示 ， 图中 F1、 F2、 F3分别是绳 OA、绳 OB、电线对结点 O 的拉力 ， F3是 F1和 F2的合力 ， 且 F3 F3。在 A 点向上移动的过程中 ， F3的大小和方向都保持不变 ， F2的方向保持不变。由图可知 ，当绳 OA 垂直于 OB 时 ， 绳 OA 的拉力最小 ， 所以绳 OA 的拉力先【 精品教育资源文库 】 减小后增大 ，

14、 绳 OB 的拉力逐渐减小 ， 正确选项为 D。 答案 D 针对训练 1.如图所示 ， 一光滑斜面固定在地面上 ， 重力为 G 的物体在一水平推力 F 的作用下处于静止状态。若斜面的倾角为 ， 则 ( ) A.F Gcos B.F Gsin C.物体对斜面的压力 FN Gcos D.物体以斜面的压力 FN Gcos 解析 物体所受三力如图所示 ， 根据平衡条件 ， F、 FN 的合力与重力等大反向 ， 有 F Gtan ， FN FN Gcos ， 故只有 D 选项正确。 答案 D 2.半圆柱体 P 放在粗糙 的水平地面上，其右端有竖直挡板 MN。在 P 和 MN 之间放有一个光滑均匀的小圆柱体 Q， 整个装置处于静止状态。如图所示是这个装置的纵截面图。若用外力使MN 保持竖直并缓慢 地向右移动 ， 在 Q 落到地面以前 ， 发现 P 始终保持静止。在此过程中 ，下列说法中正确的是 ( ) 【 精品教育资源文库 】 A.MN 对 Q 的弹力逐渐减小 B.地面对 P 的摩擦力逐渐增大 C.P、 Q 间的弹力先减小后增大 D.Q 受到 P 和 MN 的合力逐渐增大 解析 对圆柱体 Q 受 力