1、课时课时3 3受力分析与共点力的平衡受力分析与共点力的平衡内容与要求内容与要求内容内容考试要求考试要求共点力平衡条件及应用共点力平衡条件及应用c c考点考点1 1受力分析受力分析考点与典例考点与典例1.1.概念概念:把研究对象把研究对象(指定物体指定物体)受到的所有力都分析出来受到的所有力都分析出来,并画出物体所并画出物体所受力的示意图。受力的示意图。2.2.一般顺序一般顺序:先分析重力先分析重力,然后分析接触力然后分析接触力(弹力、摩擦力弹力、摩擦力),),最后分析其他最后分析其他力力(浮力、静电力、安培力等浮力、静电力、安培力等)。3.3.基本步骤基本步骤(1)(1)明确研究对象明确研究对
2、象即确定分析受力的物体。研究对象可以是单个物体即确定分析受力的物体。研究对象可以是单个物体,也可以是多个物体组成的系统。也可以是多个物体组成的系统。(2)(2)隔离物体隔离物体将研究对象从周围的物体中隔离出来将研究对象从周围的物体中隔离出来,进而分析周围物进而分析周围物体对它施加的各个力。体对它施加的各个力。(3)(3)画受力示意图画受力示意图将力一一画在受力示意图上。准确标出力的方向及将力一一画在受力示意图上。准确标出力的方向及各力的符号。各力的符号。典例典例1 1 (20192019浙江浙江6 6月学考月学考)如图所示如图所示,花样跳伞运动员在跳伞降落过程花样跳伞运动员在跳伞降落过程中手拉
3、手做成一个环状造型。如果把构成环状造型的运动员看做一个整中手拉手做成一个环状造型。如果把构成环状造型的运动员看做一个整体体,则此整体在竖直降落过程中则此整体在竖直降落过程中()A.A.只受重力只受重力 B.B.只受空气阻力只受空气阻力C.C.受重力和空气阻力受重力和空气阻力D.D.所受合力一定为零所受合力一定为零答案答案:C C 解析解析:此整体在竖直降落过程中受到重力此整体在竖直降落过程中受到重力,还有空气阻力的作用还有空气阻力的作用,选项选项C C正确。正确。总结提升总结提升受力分析的常用方法受力分析的常用方法 (1)(1)整体法和隔离法整体法和隔离法研究系统外的物体对系统整体的作用力。研
4、究系统外的物体对系统整体的作用力。研究系统内部各物体之间的相互作用力。研究系统内部各物体之间的相互作用力。(2)(2)假设法假设法:在受力分析时在受力分析时,若不能确定某力是否存在若不能确定某力是否存在,可先对其作出存可先对其作出存在或不存在的假设在或不存在的假设,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是否存在。来判断该力是否存在。对点自测对点自测1:1:(20192019绍兴适应性考试绍兴适应性考试)如图所示如图所示,攀岩者仅凭借鞋底和背部攀岩者仅凭借鞋底和背部的摩擦停留在竖直的岩壁间的摩擦停留在竖直的岩壁间,鞋子、背部与岩壁间的动
5、摩擦因数分别为鞋子、背部与岩壁间的动摩擦因数分别为0.800.80和和0.600.60。为了节省体力。为了节省体力,他尽可能减小身体与岩壁间的正压力他尽可能减小身体与岩壁间的正压力,使自使自己刚好不下滑。假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力己刚好不下滑。假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,下列判断正确的是下列判断正确的是()A.A.攀岩者受到三个力的作用攀岩者受到三个力的作用B.B.鞋子受到的静摩擦力方向竖直向下鞋子受到的静摩擦力方向竖直向下C.C.岩壁对鞋子的支持力大于岩壁对背部的支持力岩壁对鞋子的支持力大于岩壁对背部的支持力D.D.攀岩者背部受到的静摩擦力支撑了体重的攀岩者背部受到的静摩擦力支撑了体
6、重的D D37考点考点2 2共点力平衡条件及应用共点力平衡条件及应用1.1.共点力作用下物体的平衡共点力作用下物体的平衡(1)(1)平衡状态平衡状态:物体处于静止或匀速直线运动的状态。物体处于静止或匀速直线运动的状态。2.2.共点力平衡的重要推论共点力平衡的重要推论(1)(1)如果物体在三个共点力的作用下处于平衡状态如果物体在三个共点力的作用下处于平衡状态,其中任意两个力的合其中任意两个力的合力一定与第三个力大小相等力一定与第三个力大小相等,方向相反。方向相反。(2)(2)如果物体受多个力作用处于平衡状态如果物体受多个力作用处于平衡状态,其中任何一个力与其余力的合其中任何一个力与其余力的合力大
7、小相等力大小相等,方向相反。方向相反。说明说明解决平衡问题的一般思路解决平衡问题的一般思路(1)(1)确定研究对象确定研究对象,可能是一个物体、一个结点或一个系统可能是一个物体、一个结点或一个系统(用整体法或用整体法或隔离法隔离法)。(2)(2)对研究对象正确地受力分析对研究对象正确地受力分析,并作出受力图。并作出受力图。(3)(3)判定研究对象是否处于平衡状态。判定研究对象是否处于平衡状态。(4)(4)运用平衡条件运用平衡条件,选择合适方法列出平衡方程解题。选择合适方法列出平衡方程解题。若物体受力较多时若物体受力较多时,一般可选用力的正交分解法。一般可选用力的正交分解法。对三力平衡的问题对三
8、力平衡的问题,可利用合成法或分解法可利用合成法或分解法,利用三角形知识来求解。利用三角形知识来求解。(5)(5)视问题的要求视问题的要求,对结果做出说明或讨论。对结果做出说明或讨论。典例典例2 2 如图所示如图所示,两根等长的轻绳将日光灯悬挂在天花板上两根等长的轻绳将日光灯悬挂在天花板上,两绳与竖两绳与竖直方向的夹角为直方向的夹角为4545,日光灯保持水平日光灯保持水平,所受重力为所受重力为G,G,左右两绳的拉力大左右两绳的拉力大小分别为小分别为()答案答案:B B对点自测对点自测2:2:(20192019浙江浙江6 6月学考月学考)如图所示是某幼儿园的一部直道滑梯如图所示是某幼儿园的一部直道
9、滑梯,其其滑道倾角为滑道倾角为。一名质量为。一名质量为m m的幼儿在此滑道上匀速下滑。若不计空气的幼儿在此滑道上匀速下滑。若不计空气阻力阻力,则该幼儿则该幼儿()A.A.所受摩擦力为所受摩擦力为mgsin mgsin B.B.所受摩擦力为所受摩擦力为mgcos mgcos C.C.对滑道压力为对滑道压力为mgsin mgsin D.D.对滑道压力为对滑道压力为mgtan mgtan A A解析解析:对幼儿进行受力分析对幼儿进行受力分析,如图所示如图所示,根据平衡条件可知根据平衡条件可知,F,Ff f=G=Gx x=mgsin,Fmgsin,FN N=G=Gy y=mgcos,=mgcos,根据
10、牛顿第三定律根据牛顿第三定律,滑道对人的支持力和人滑道对人的支持力和人对滑道的压力大小相等对滑道的压力大小相等,选项选项A A正确正确,B,C,D,B,C,D错误。错误。考点考点3 3图解法分析动态平衡问题图解法分析动态平衡问题1.1.动态平衡动态平衡:是指平衡问题中的一部分力是变力是指平衡问题中的一部分力是变力,随着问题情景的变化随着问题情景的变化,某些力的大小和方向均要发生变化某些力的大小和方向均要发生变化,所以叫动态平衡。所以叫动态平衡。2.2.基本思路基本思路:化化“动动”为为“静静”,“静静”中求中求“动动”。3.3.基本方法基本方法:图解法和解析法。图解法和解析法。典例典例3 3
11、如图所示如图所示,两根等长的绳子两根等长的绳子ABAB和和BCBC吊一重物静止吊一重物静止,两根绳子与水两根绳子与水平方向夹角均为平方向夹角均为6060。现保持绳子。现保持绳子ABAB与水平方向的夹角不变与水平方向的夹角不变,将绳子将绳子BCBC逐逐渐缓慢地变化到沿水平方向渐缓慢地变化到沿水平方向,在这一过程中在这一过程中,绳子绳子BCBC的拉力变化情况是的拉力变化情况是()A.A.增大增大B.B.先减小后增大先减小后增大C.C.减小减小D.D.先增大后减小先增大后减小解析解析:法一法一由于结点由于结点B B处于平衡状态处于平衡状态,因此绳因此绳AB,BCAB,BC拉力的合力与物体拉力的合力与
12、物体重力大小相等重力大小相等,而而F FABAB方向不变方向不变,作出力的平行四边形作出力的平行四边形,如图甲所示。由如图甲所示。由图可看出图可看出,当绳子当绳子BCBC逐渐变化到水平的过程中逐渐变化到水平的过程中,F,FBCBC先减小后增大。先减小后增大。答案答案:B B对点自测对点自测3:3:运动健身已经成为年轻人的一种时尚运动健身已经成为年轻人的一种时尚,图示是一种固定在水图示是一种固定在水平地面上的健身圆环平地面上的健身圆环,它可以锻炼人们的臂力。一健身爱好者左手抓在它可以锻炼人们的臂力。一健身爱好者左手抓在A A点使左手臂保持水平点使左手臂保持水平,同时右手抓在同时右手抓在B B点点
13、,右手从右手从B B点沿圆环缓慢移到点沿圆环缓慢移到BB点点,OB,OB与地面垂直。假设人在整个运动过程中两手臂都处在张紧状态与地面垂直。假设人在整个运动过程中两手臂都处在张紧状态,两手臂的延长线恰好位于圆环的圆心两手臂的延长线恰好位于圆环的圆心O O点点,则人左、右手臂所受拉力的变则人左、右手臂所受拉力的变化情况是化情况是()A.A.左手臂受力变大左手臂受力变大B.B.右手臂受力变小右手臂受力变小C.C.左手臂受力一直减小左手臂受力一直减小,右手臂受力一直增大右手臂受力一直增大D.D.左手臂受力一直增大左手臂受力一直增大,右手臂受力先减小后增大右手臂受力先减小后增大B B解析解析:对人受力分析对人受力分析,如图所示如图所示,右手从右手从B B点沿圆环缓慢移到点沿圆环缓慢移到BB点的过程点的过程始终处于平衡状态始终处于平衡状态,合力为零合力为零,随着右手的缓慢移动随着右手的缓慢移动,由图可知左手和右由图可知左手和右手的拉力都减小手的拉力都减小,则左手和右手的受力都减小则左手和右手的受力都减小,故故A,C,DA,C,D错误错误,B,B正确。正确。
