1、高中物理必修一受力分析共点力的平衡 1受力分析的步骤：；2受力分析的顺序：其他力确定研究对象确定研究对象受力分析受力分析画受力图画受力图重力重力弹力弹力摩擦力摩擦力 1共点力：作用于物体上的力，或力的 相交于一点的力叫做共点力 2平衡状态：物体处于或匀运动状态叫做平衡状态 3共点力作用下物体平衡的运动学特征是为零，动力学特征是为零 4共点力作用下物体的平衡条件：同一点同一点作用线作用线静止静止速直线速直线加速度加速度合外力合外力物体受到的物体受到的合力为零合力为零 1解决物体的平衡问题遵循的基本规律则是共点力作用下物体的平衡条件：F合0.2解平衡问题的基本步骤(1)选定，依据题意应该用整体法还
2、是隔离法更有利于解决问题应视具体问题而定研究对象研究对象(2)对研究对象进行准确的，找出哪些物体对要研究的物体有力的作用(3)画出，并将某些力进行合成或分解，作出平行四边形(4)根据平衡条件：，列出平衡方程进行求解受力分析受力分析受力示意图受力示意图F合合0 1“隔离法”与“整体法”(1)“隔离法”为了弄清系统(连接体)内某个物体的受力和运动情况，一般可采用隔离法，运用隔离法解题的基本步骤：明确研究对象或过程、状态；将某个研究对象或某段运动过程、某个状态从全过程中隔离出来；画出某状态下的受力图或运动过程示意图；选用适当的物理规律列方程求解(2)“整体法”当只涉及研究系统而不涉及系统内部某些物体
3、的力和运动时，一般可采用整体法运用整体法解题的基本步骤：明确研究的系统和运动的全过程；画出系统整体的受力图和运动全过程的示意图；选用适当的物理规律列方程求解 隔离法和整体法常常需交叉运用，从而优化解题思路和方法，使解题简捷明快 2“假设法”在受力分析时，若不能确定某力是否存在，可先对其做出存在或不存在的假设，然后就该力存在与否对物体运动状态影响的不同来判断该力是否存在 1条件“判据”：即根据力的产生条件是否满足来判断物体是否受到某个力的作用 2效果“判据”：即根据力的作用效果是否得以体现来判断物体是否受到某个力的作用 3相互作用“判据”：即利用力的相互作用性，从一个物体是否受到某个力的作用来判
4、断另一物体是否受到相应的反作用力的作用 1平衡状态：物体处于静止或匀速直线运动状态 2共点力平衡的条件 物体所受的合力为零，即F合0 若采用正交分解法求平衡问题，则平衡条件应为：推论1：物体在多个共点力作用下处于平衡状态，则其中的任意一个力与其余力的合力等大反向 推论2：物体在同一平面内受到三个不平行的力的作用下处于平衡状态，则这三个力必为共点力(三力汇交原理)1临界状态 某种物理现象变化为另一种物理现象或物体从某种状态变化为另一种状态时，发生质的飞跃的转折状态叫临界状态 2平衡物体的临界状态问题 平衡物体的临界状态是指物体所处平衡状态将要变化的状态，涉及平衡物体的临界状态的问题称为平衡物体的
5、临界问题 3临界状态的特征 体现为“恰好出现”或“恰好不出现”的某种现象或状态平衡问题的临界状态，常常通过一些特殊词语来表达，如“恰”“最大”“最多”“至少”等如“刚好沿斜面匀速下滑”，不仅隐含加速度a0，还隐含tan的条件 有些运动变化中，一些物理量变化到零的时刻常是一种临界状态的表现 1极值问题是指研究平衡问题中某物理量变化时出现的最大值或最小值问题 力的分解图的研究对象是某个力，此力可分解成怎样的力，由合力、分力一定组成平行四边形；物体受力分析图的研究对象是某个物体，图中示意出该物体受到了怎样的外力，它们不存在合力、分力的关系例如，图1中所示三角架，在O点所挂重物的重力可分解为如图2(1
6、)所示的拉AO的力F1和压OB的力F2，F1、F2、G构成平行四边形对O点及重物整体受力分析如图2(2)所示，受重力G，AO对O点的拉力F3，BO对O点的支持力F4，因三角架平衡，图2(2)中F3、F4的合力与G等大反向图图1图图2 1对物体受力分析的一般思路(1)明确研究对象，研究对象可以是质点、结点、物体、物体系(2)按顺序分析物体所受的力，一般可先按重力、弹力、摩擦力的次序分析，再分析电场力、磁场力等其他力(3)正确画出受力图，注意不同对象的受力图用隔离法分别画出，对于质点和不考虑力对物体的形变和转动效果的情况，可将各力平移至物体的重心上，即各力均从重心画起(4)检验，防止错画力、多画力
7、和漏画力 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的力(2)只分析根据性质命名的力(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【例1】如图3所示，物体A靠在竖直墙面上，在力作用下，A、B保持静止物体B的受力个数为()A2B3C4D5图图3 解析：若使物体A保持静止，物体B须对物体A施加一个垂直接触面向上的弹力，由牛顿第三定律可得，物体A必然对物体B施加垂直接触面向下的反作用力再对物体B受力分析，由于物体B处于静止状态，则它必然受到重力、力F、物体A对物体B的弹力和摩擦力共四个力的作用，应选C.答案：C 高分通道(1)在常见的
8、几种力中，重力是主动力，而弹力、摩擦力是被动力，其中弹力存在又是摩擦力存在的前提，所以分析受力时应按重力、弹力、摩擦力的顺序去分析(2)物体的受力情况要与其运动情况相符，因此，常常从物体的运动状态入手去分析某个力是否存在 变式1：(2010年广东模拟)人站在自动扶梯的水平踏板上，随扶梯斜向上匀速运动，如图4所示，以下说法正确的是()图图4 A人受到重力和支持力的作用 B人受到重力、支持力和摩擦力的作用 C人受到的合外力不为零 D人受到的合外力方向与速度方向相同 解析：因人随扶梯匀速运动，处于平衡状态，合外力一定为零，C、D项错；人所受的重力与支持力大小相等，合力为零，不可能有摩擦力，若有摩擦力
9、，F合一定不等于零，这与物体的运动状态不符，故A对，B错 答案：A【例2】(2009年海南卷)两刚性球a和b的质量分别为ma和mb、直径分别为da和db(dadb)将a、b球依次放入一竖直放置、内径为d(daddadb)的平底圆筒内，如图5所示设a、b两球静止时对圆筒侧面的压力大小分别为f1和f2，筒底所受的压力大小为F.已知重力加速度大小为g.若所有接触都是光滑的，则()图图5 AF(mamb)g，f1f2 BF(mamb)g，f1f2 CmagF(mamb)g，f1f2 DmagF(mamb)g，f1f2 解析：对a和b整体受力分析，由平衡条件可知，A正确 答案：A 高分通道 对连接体的整
10、体受力分析掌握不透彻，凭感觉认为mamb，故f1f2.本题用整体法较方便 变式2：如图6所示，质量为m15 kg的物体，置于一粗糙的斜面上，用一平行于斜面的大小为30 N的力F推物体，物体沿斜面向上匀速运动，斜面体质量m210 kg，且始终静止，取g10 m/s2，求：图图6(1)滑块对斜面的摩擦力大小(2)地面对斜面体的摩擦力和支持力的大小(斜面体始终静止)图7 解析：(1)用隔离法：对滑块作受力分析如图7所示，在平行斜面的方向上Fm1gsin30Ff 所以FfFm1gsin30(305100.5)N5 N.由牛顿第三定律可知：滑块对斜面的摩擦力大小为5 N.(2)用整体法：图8 因两个物体
11、均处于平衡状态，故可以将滑块与斜面体当作一个整体来研究，其受力如图8所示，由图8可知：在水平方向上有F地Fcos30 N 在竖直方向上，有FN地(m1m2)gFsin30135 N.答案：答案：(1)5 N(2)15 N135 N【例3】(2009年宁夏卷)水平地面上有一木箱，木箱与地面之间的动摩擦因数为(01)现对木箱施加一拉力F，使木箱做匀速直线运动设F的方向与水平面夹角为，如图9，在从0逐渐增大到90的过程中，木箱的速度保持不变，则()图9 AF先减小后增大BF一直增大 CF的功率减小 DF的功率不变 图10 答案：AC 高分通道 不能正确的求解F与的关系，故错选B答案 变式3：半圆柱体
12、P放在粗糙的水平地面上，其右端有固定放置的竖直挡板MN.在P和MN之间放有一个光滑均匀的小圆柱体Q，整个装置处于静止如图11所示是这个装置的纵截面图若用外力使MN保持竖直，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()图图11 AMN对Q的弹力逐渐减小 B地面对P的摩擦力逐渐增大 CP、Q间的弹力先减小后增大 DQ所受的合力逐渐增大图图12 解析：Q的受力如图12所示，F1表示P对Q的弹力，F2表示MN对Q的弹力，F2的方向水平向左保持不变，F1的方向顺时针旋转，由平行四边形的边长变化可知：F1与F2都逐渐增大故选B.答案：B 1如图13所示，小车M在恒
13、力作用下，沿水平地面做直线运动，由此可判断()图13 A若地面光滑，则小车一定受三个力作用 B若地面粗糙，则小车可能受三个力作用 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，则小车可能受三个力作用 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和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
14、力F作用或受重力、力F、地面弹力作用，选项D正确 答案：CD 2如图14所示，质量为6 kg的物体，在水平向右大小为20 N的力F作用下向右运动，物体与地面之间的动摩擦因数为0.2，则物体所受到的合力为()A20 N，水平向右 B12 N，水平向左 C32 N，水平向右 D8 N，水平向右图图14 解析：先对物体进行受力分析，物体受重力、弹力、摩擦力、水平推力四个力的作用，其中重力、弹力大小相等，方向相反，作用效果相互抵消，所以物体合力即摩擦力与水平推力的合力摩擦力FfFNmg12 N，方向向左，所以合力F合FFf8 N，方向与F方向相同，水平向右D正确 答案：D 3(2009年浙江卷)如图1
15、5所示，质量为m的等边三棱柱静止在水平放置的斜面上已知三棱柱与斜面之间的动摩擦因数为，斜面的倾角为30，则斜面对三棱柱的支持力与摩擦力的大小分别为()图图15 解析：对三棱柱进行受力分析，受重力mg、支持力FN和静摩擦力Ff作用处于平衡，由平衡条件可知FNmgcos30 图16答案：答案：A 4如图16所示，不可伸长的轻绳一端固定于墙上O点，拉力F通过一轻质定滑轮和轻质动滑轮作用于绳另一端，则重物m在力F的作用下缓慢上升的过程中，拉力F的变化为(不计一切摩擦)()A变大 B变小 C不变 D无法确定 解析：设拴动滑轮的两绳与竖直方向夹角为，则2Fcosmg，所以F，随着角的增大，拉力F逐渐变大，
16、故选A.答案：A 5(2010年上海模拟)如图17所示，用拇指、食指捏住圆规的一个针脚，另一个有铅笔芯的脚支撑在手掌心位置，使OA水平，然后在外端挂上一些不太重的物品，这时针脚A、B对手指和手掌均有作用力，对这两个作用力方向的判断，下列各图中大致正确的是()图图17 解析：由分析O点的受力情况可知，手对两个针脚A、B的作用力分别为OA和BO方向，所以由牛顿第三定律得出两个针脚对手的作用力应如选项C所示 答案：C 6如图18所示，质量为m的木块，恰好能沿斜面匀速下滑已知木块和斜面的动摩擦因数为，那么要将木块匀速推上斜面，必须加多大的水平推力？图图187.把自己的欲望降到最低点，把自己的理性升华到
17、最高点，就是圣人。15.学会忘记痛苦，为阳光记忆腾出空间。1.肉体是精神居住的花园，意志则是这个花园的园丁。意志既能使肉体“贫瘠”下去，又能用勤劳使它“肥沃”起来。1.微笑，是春天里的一丝新绿，是骄阳下的饿一抹浓荫，是初秋的一缕清风，是严冬的一堆篝火。微笑着去面对吧，你会感到人生是那样温馨。13.知难而上，奋发图强，是竞争的作用;知难而退消极颓唐，也是竞争的作用。6.礁石因为信念坚定，才激起了美丽的浪花;青春因为追求崇高，才格外地绚丽多彩。3.含泪播种的人一定能含笑收获。16.从古到今，人世间有过多少这样的阴差阳错!这类生活悲剧的演出，不能简单地归结为一个人的命运，而常常是当时社会的各种矛盾所
18、造成的。14.人和人之间的友爱，并不在于是否是亲戚。15.你可不可以有一点点难过，一点点忧伤，一点点想我，一点点就好。12.磨难有如一种锻炼，一方面消耗大量体能，一方面却又强身健骨。对待磨难有两种态度。一种是主动迎接，一种是被动承受。主动迎接磨难的人，在忍受磨难的痛苦时，内心多是坦然的，磨难使他好象刀剑愈见锋芒。被动承受磨难的人，在为磨难所煎熬时，内心多充满惶惑，磨难使他仿佛卵石愈见圆滑。（）26、只要路是对的，就不怕路远。10.相信教练的话一定有道理。6.成功的人是跟别人学习经验，失败的人只跟自己学习经验。7.品味生活，完善人性。存在就是机会，思考才能提高。人需要不断打碎自己，更应该重新组装自己。14、人都是在跌倒与爬起之间学会坚强，都是在风雨与阳光之间走过成长的路。失败所能带给你的只应是一些教训，一些冷静的思考，而不该有绝望、颓废、不知所措。6.苦想没盼头，苦干有奔头。10.人生，不是一成不变的，生活，不是固定不变的。得意时不要炫耀，失意时不要气馁，给别人一点真诚，给自己一份信心。做人重要的是学会宽容，不要刻意地笑话别人，或许今天你是欢乐的，明天会是失落的，人生多变，包容不变。1.人格的完善是本，财富的确立是末。
