2019年高考物理大一轮复习第02章相互作用第3讲受力分析共点力的平衡学案新人教版

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1、第三讲　受力分析　共点力的平衡1．受力分析受力分析是力学的一个基础，贯穿于整个高中物理．受力分析就是分析物体受哪些力的作用，并将物体所受的力在力的示意图中表示出来，有时还需求出各力的大小及合力的大小．只有正确分析出物体的受力，才能进一步研究物理过程，因此正确的受力分析，是成功解决问题的关键．(1)如图所示，重力为G的长木板AB，A端靠在光滑墙壁上，AB上又放置一木块m，整个系统处于静止状态，请画出木板AB的受力图．(2)你能否总结一下物体受力分析的一般思路？提示：(1)如图(2)①明确研究对象，并将它从周围的环境中隔离出来，以避免混淆．由于解题的需要，研究的对象可

2、以是质点、结点、单个物体或物体系统．②按顺序分析物体所受的力．一般按照外力、重力、弹力、摩擦力的顺序进行分析，要养成按顺序分析力的习惯，就不容易漏掉某个力．③正确画出物体受力示意图．画每个力时不要求严格按比例画出每个力的大小，但方向必须画准确．一般要采用隔离法分别画出每一个研究对象的受力示意图，以避免发生混乱．④检查．防止错画力、多画力和漏画力．2．共点力的平衡(1)什么是平衡状态？速度等于零时，物体一定处于平衡状态吗？(2)根据牛顿第二定律，处于平衡状态的物体其受力应满足什么条件？(3)解决静态平衡问题的常用方法有哪些？如图所示，重物的质量为m，轻细绳AO和BO

3、的A端、B端是固定的．平衡时AO是水平的，BO与水平方向的夹角为θ.AO的拉力F1和BO的拉力F2的大小分别是多少？你能有哪些不同方法求解？提示：(1)物体处于静止或匀速直线运动状态叫平衡状态．不一定．平衡状态表现为速度始终不变，当物体某一瞬间的速度为零，但加速度不为零时，物体速度会随时间变化，就不是平衡状态，例如物体在做自由落体运动的开始瞬间．(2)F合＝ma，a＝0时，F合＝0(3)解法一：(合成法)由平行四边形定则，作出F1、F2的合力F12，如图甲所示，又考虑到F12＝mg，解直角三角形得F1＝mgcotθ，F2＝．解法二：(分解法)用效果分解法求解．F2

4、共产生两个作用效果，一个是水平方向沿A→O拉绳子AO，另一个是沿竖直方向拉绳子．如图乙所示，将F2分解在这两个方向上，结合力的平衡等知识得：F1＝F2′＝mgcotθ，F2＝＝．显然，也可以按F3(或F1)产生的效果分解F3(或F1)来求解此题．解法三：(正交分解法)将O点受的力沿水平方向、竖直方向正交分解，如图丙所示．由力的平衡条件得F2cosθ－F1＝0，F2sinθ－mg＝0，解得F2＝，F1＝mgcotθ．1．判断正误(1)一个力和它的分力同时作用在物体上．(　　)(2)物体处于平衡状态时，其速度一定为零．(　　)(3)物体处于静止状态，一定是速度为零、所

5、受合力为零．(　　)答案：(1)×　(2)×　(3)√2．如图所示，物块A放在倾斜的木板上，改变木板与水平面之间的夹角θ，发现当θ＝30°和θ＝45°时物块A所受的摩擦力大小恰好相等，则物块A与木板之间的动摩擦因数为(　　)A．　　　B．　　　C．　　　D．解析：选B　θ＝30°时物体处于静止状态，静摩擦力和重力的下滑分力相等．即：Ff＝mgsin30°θ＝45°时物体沿斜面下滑，滑动摩擦力为：Ff＝μFN＝μmgcos45°，由mgsin30°＝μmgcos45°，解得：μ＝．3．如图所示，一质量m＝0.20kg的物体，在F1、F2两水平力作用下静止在粗糙的水平

6、面上．物体与水平面间的最大静摩擦力为0.6N．若F1为0.6N，则F2不可能是(　　)A．0.2N　　　　　　B．0.6NC．0.7ND．1.3N解析：选D　若F2为0.2N，则可用一个方向向左、大小为0.4N的力替代这两个力，相当于物体受一个向左的，大小为0.4N的力作用，此力小于0.6N，物体不动，A可能．同理B、C都可能使物体静止．D项中等效替代的力大小为0.7N，超过了物体和水平面间的最大静摩擦力，物体会运动．因此1.3N的力是不可能的．4．(2018·盐城调研)如图所示，一只半径为R的半球形碗倒扣在水平桌面上，处于静止状态．一质量为m的蚂蚁在离桌面高度为

7、R时恰能停在碗上，则蚂蚁受到的最大静摩擦力大小为(　　)A．0.6mg　　　　　　　B．0.8mgC．0.4mgD．0.75mg解析：选A　蚂蚁受重力、支持力和摩擦力而处于平衡，摩擦力与水平方向所成的夹角为θ，根据平衡条件有f＝mgsinθ＝μN＝μmgcosθ，而cosθ＝＝0.8，所以μ＝tanθ＝，故最大静摩擦力f＝μmgcosθ＝0.6mg，故A正确．5．如图所示，一质量为m的木块靠在竖直粗糙墙壁上，且受到水平力F的作用，下列说法正确的是(　　)A．若木块静止，则木块受到的静摩擦力大小等于mg，方向竖直向上B．若木块静止，当F增大时，木块受到的静摩擦力随之

8、增大C．若