1、【 精品教 育资源文库 】 第三节 受力分析 共点力的平衡 (对应学生用书第 27 页 ) 教材知识速填 知识点 1 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 受力示意图 的过程 2受力分析的一般顺序 (1)首先分析场力 (重力 、电场力、磁场力 ) (2)其次分析接触力 (弹力、 摩擦力 ) (3)最后分析其他力 易错判断 (1)对物体受力分析时，只能画该物体受到的力，其他物体受到的力不能画在该物体上 () (2)物体沿光滑斜面下滑时，物体受到重力、支持力和下滑力的作用 () (3)对 物体进行受力分析时不用区分外力与内力，两者都要同时分
2、析 () 知识点 2 共点力的平衡 1平衡状态 物体处于 静止状态 或 匀速直线运动 状态，即 a 0. 2动态平衡 物体在 缓慢运动 时所处的一种近似平衡状态 3共点力的平衡条件 F 合 0 或 Fx 0、 Fy 0. 4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以形成一个 矢量三角形 【 精品教 育资源文库 】 (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
3、与其余几个力的合力大小相等，方向相反 易错判断 (1)处于平衡状态的物体加速度一定等于零 () (2)速度等于零的物体一定处于平衡状态 () (3)若三个力 F1、 F2、 F3平衡，将 F1转动 90 时，三个力的合力大小为 2F1.() 教材习题回访 考查点：平衡状态的理解 1 (粤教必修 1P75T13)一个质量为 3 kg 的物体，被放置在倾角 30 的固定光滑斜面上，在如图 231 所示的甲、乙、丙 三种情况下，处于平衡状态的是 (取 g 10 m/s2)( ) 甲 乙 丙 图 231 A仅甲图 B仅乙图 C仅丙图 D甲、乙、丙三图 答案 B 考查点：平衡条件的应用 2 (鲁科必修
4、1P97T1)用两条细绳把一个镜框悬挂在墙上，在如图所示的四种挂法中，细绳对镜框拉力最小的是 ( ) A B C D 答案 B 考查点：动态平衡问题 3 (人教必修 1P91T1改编 )如图 232 所示，光滑竖直墙壁上有一颗钉子，分两次用长短不同的轻绳将同一个足球挂在该钉子上，足球分别静止在 A、 B 两点；绳子拉力分别为 TA和 TB，墙对足球的支持力分别为 NA和 NB，则 ( ) 【导学号： 84370070】 【 精品教 育资源文库 】 图 232 A TATB， NANB D TATB， NANB 答案 D 考查点：平衡条件的应用 4. (鲁科必修 1P97T6)如图所示，氢气球
5、重 10 N，受到的空气浮力为 16 N，由于受到水平风力 的作用，使系球的绳子与地面成 60 角，求： (1)绳子的拉力； (2)气球受到的水平风力 解析 如图所示，设绳子的拉力为 T，则竖直方向 Tsin G F 浮 水平方向 F Tcos 解得 T 4 3 N， F 2 3 N. 答案 (1)4 3 N (2)2 3 N (对应学生用书第 28 页 ) 物体的受力分析 1受力分析的四种方法 (1)假设法：在受力分析时，若不能确定某力是否存在，可先对其作出存在的假设，然后根据分析该力存 在对物体运动状态的影响来判断该力是否存在 (2)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
6、受力分析的方【 精品教 育资源文库 】 法 (3)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 (4)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 2受力分析的四个步骤 题组通关 1如图 233 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，关于两木块的受力，下列说法正确的是 ( ) 【导学号： 84370071】 图 233 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 受到地面的摩擦力作用方向向右 B 由
7、于 A、 B 间接触面情况未知，若 A、 B 接触面光滑，则 A、 B 间没有摩擦力，此时 A 受重力、 B 对 A 的支持力和墙壁对 A 的弹力而平衡，故 A、 C 错误， B 正确；木块 B 受推力 F、 A 对 B 的压力，若压力向右的分力等于 F，则地面对 B 没有摩擦力，故 D 错误 2 (多选 )如图 234 所示，光滑水平地面上有一直角三角形斜面体 B 靠在竖直墙壁上，物块 A 放在斜面体 B 上，开始 时 A、 B 静止现用水平力 F 推 A， A、 B 仍静止，则此时 A、B 受力个数的组合可能是 ( ) 【 精品教 育资源文库 】 图 234 A 3 个、 5 个 B 3
8、 个、 3 个 C 4 个、 5 个 D 3 个、 4 个 CD 先对 A、 B 整体受力分析， A、 B 整体受推力、重力、地面的支持力、墙壁的支持力；再对物块 A 受力分析， A 受重力、推力、斜面体的支持力，可能还受到静摩擦力，所以 A 可能受到 3 个或 4 个力，分析 B 的受力情况， B 受到重力、墙壁的支持力、地面的支持力、 A 对 B 的压力，可能还受到 A 对 B 的静摩擦力，所以 B 可能受到 4 个或 5 个力，故 C、 D 均正确 反思总结 受力分析的三点提醒 (1)只画研究对象所受的力，不画研究对象对其他物体的作用力 (2)每分析一个力，都应找出施力物体 (3)一个力
9、按性质力分析过后，不能再按效果力重复分析 解决平衡类问题的常用方法 1处理平衡问题的常用方法 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个力等大、反向 效果分解法 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 2.应用平衡条件解题的步骤 【 精品教 育资源文
10、库 】 多维探究 考向 1 合成法的应用 1 (2018 湖南十校联考 )如图 235 所示，一条不可伸长的轻质细绳一端跨过光滑钉子 b悬挂一质量为 m1的重物，另一端与另一轻质细绳相连于 c 点， acl2， c 点悬挂质量为m2的重物，平衡时 ac 正好水平，此时质量 为 m1的重物上表面正好与 ac 在同一水平线上且到 b 点的距离为 l，到 a 点的距离为54l，则两重物的质量的比值m1m2为 ( ) 【导学号： 84370072】 图 235 A.52 B 2 C.54 D.32 题眼点拨 “ 光滑钉子 ” 说明 bc 绳的张力大小等于 m1g； “ 正好水平 ” 说明可根据平行四边
11、形定则结合直角三角形列方程求解 C 因 c 点处于平衡状态，所以任意两个力的合力均与第三个力大小 相等，方向相反，如图所示，根据平行四边形定则将力 F 与 m1g 合成，则 sin m2gm1g，而 sin ll23l4 245，所以m1m254，选项 C 正确 【 精品教 育资源文库 】 考向 2 分解法的应用 2体育器材室里，篮球摆放在图 236 所示的球架上已知球架的宽度为 d，每个篮球的质量为 m、直径为 D, 不计球与球架之间摩擦及球架圆柱面的粗细，则每个篮球对一侧球架的压力大小为 ( ) 图 236 A.12mg B.mgDd C.mgD2 D2 d2 D.2mg D2 d2D
12、C 将篮球重力按效果分解如图 两个分力等于对球架的压力 由几何知识得 cos D2 d2D 由力的合成得 2Fcos mg 解得 FmgD2 D2 d2，故 C 正确 考向 3 正交分解法的应用 3 (2017 河北衡水二调 )(多选 )如图 237 所 示，凹形槽半径 R 30 cm，质量 m 1 kg 的小物块 (可视为质点 )在沿半径方向的轻弹簧挤压下处于静止状态已知弹簧的劲度系数k 50 N/m，弹簧原长 L0 40 cm，一端固定在圆心 O 处，弹簧与竖直方向的夹角 37 ，取 g 10 m/s2， sin 37 0.6， cos 37 0.8，则 ( ) 【导学号： 8437007
13、3】 【 精品教 育资源文库 】 图 237 A物块对槽的压力大小是 15 N B物块对槽的压力大小是 13 N C槽对物块的摩擦力大小是 6 N D槽对物块的摩擦力大小是 8 N BC 对小物块受 力分析如图所示， 由平衡条件可得 mgsin 37 Ff 0 FN (mgcos 37 F 弹 ) 0 F 弹 k(L0 R) 解得 Ff 6 N， FN 13 N，故选项 B、 C 正确 (2018 烟台一模 )如图所示，斜面上放有两个完全相同的物体 a、 b，两物体间用一根细线连接，在细线的中点加一与斜面垂直的拉力 F，使两物体均处于静止状态则下列说法正确的是 ( ) A a、 b 两物体的
14、受力个数一定相同 B a、 b 两物体对斜面的压力相同 C a、 b 两物体受到的摩擦力大小一定相等 D当逐渐增大拉力 F 时 ，物体 b 先开始滑动 B 对 a、 b 进行受力分析，如图所示 b 物体处于静止状态，当细线沿斜面向上的分量与重力沿斜面向下的分量相等时，摩擦力为零，所以 b 可能只受 3 个力作用，而 a 物体必定受到摩擦力作用，肯定受 4 个力作用，故 A 错误； a、 b 两个物体，【 精品教 育资源文库 】 垂直于斜面方向受力都平衡，则有： FN FTsin mgcos ，解得： FN mgcos FTsin ，则 a、 b 两物体对斜面的压力相同，故 B 正确；根据 A 项的分析可知，b 的摩擦力可以为零，而 a 的摩擦力一定不为零，故 C 错误；对 a 沿斜面方向有：FTcos
