高中物理受力分析共点力平衡 学生版.docx

1、高中物理受力分析共点力平衡 学生版教师日期学生课程编号课型新课课题受力分析、共点力的平衡教学目标1、掌握几种常见的力的特点2、学会受力分析的基本步骤和方法3、掌握平衡问题的基本分析方法教学重点共点力平衡的分析方法教学安排版块时长（分钟）1知识点回顾52知识点讲解453课堂练习604课堂总结105回家作业40 共点力平衡知识点讲解知识点一：受力分析1、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，并画出受力图，这个过程就是受力分析。2、分析程序：（1）明确研究对象。在进行受力分析时，研究对象可以是某一个物体，也可以是保持相对静止的若干个物体。在解决比较复杂的问题时，灵活地选取研

2、究对象可以使问题简洁地得到解决。研究对象确定以后，只分析研究对象以外的物体施予研究对象的力（即研究对象所受的外力），而不分析研究对象施予外界的力。（2）首先是场力，即非接触力：重力、电场力、磁场力等；当出现“轻杆、轻绳、轻环等”意味著重力不计，或是明确说明重力不计时，不用考虑重力。（3）后接触力；接触力中必须先弹力，后摩擦力（只有在有弹力的接触面之间才可能有摩擦力）。在解同一个问题时，分析了合力就不能再分析分力；分析了分力就不能再分析合力，千万不可重复。3、受力分析的五点注意不要把研究对象所受的力与研究对象对其他物体的作用力混淆。对于分析出的物体受到的每一个力，都必须明确其来源，即每一个力都应

3、找出其施力物体，不能无中生有。合力和分力不能重复考虑。区分性质力与效果力：研究对象的受力图，通常只画出按性质命名的力，不要把按效果命名的分力或合力分析进去，受力图完成后再进行力的合成或分解。区分内力与外力：对几个物体的整体进行受力分析时，这几个物体间的作用力为内力，不能在受力图中出现；当把某一物体单独隔离分析时，原来的内力变成外力，要在受力分析图中画出。课堂练习1（）分析下列各图在A物体所受的力(接触面光滑)2（）画出下列各图中A物体所受全部外力，各图中A均处于静止状态3（）对下列各图中的A物体均处于静止状态，试画出A物体的受力分析图. 说明：图(6)中分析A杆的受力 (悬挂点的作用力不分析)

4、, A、B均保持静止.4（）在斜面上受摩擦力条件下分析物体的受力情况. (斜面粗糙,摩擦力不为零) 说明：图(1)A匀速下滑；图(2).：A沿斜面上滑；图(3)：A匀速上滑 图(4)：.A加速上滑. 图(5)：A与B一起加速下滑；图(6)：A、B均静止. 知识点二：共点力平衡1共点力几个力作用于物体的同一点，或它们的作用线交于同一点（该点不一定在物体上），这几个力叫共点力。2平衡状态物体处于静止状态或匀速直线运动状态，即a0。3动态平衡物体在缓慢运动时所处的一种近似平衡状态。4共点力的平衡条件F合0或Fx0、Fy05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

5、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。(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。6、求解平衡问题的基本方法（1）合成、分解法利用力的合成与分解解决三力平衡的问题，具体求解时有两种思路：一是将某力沿另两个力的反方向进行分解，将三力转化为四力，构成两对平衡力；二是某二力进行合成，将三力转化为二力，构成一对平衡力。典例如图2313所示，两滑块放在光滑的水平面上，中间用一细线相连，轻杆OA、OB搁

6、在滑块上，且可绕铰链O自由转动，两杆长度相等，夹角为，当竖直向下的力F作用在铰链上时，滑块间细线的张力为多大？（2）正交分解法物体受到三个或三个以上力的作用时，常用正交分解法列平衡方程求解：Fx合0，Fy合0。为方便计算，建立坐标系时以使尽可能多的力落在坐标轴上为原则。1水平面类型：例1.重量G =100N的物体置于水平面上，如图所示，给物体施加一个与水平方向成=300的拉力F，F =20N，物体仍处于静止状态，求地面对物体的静摩擦力；地面对物体的支持力.F变式训练1、如图所示，一个人用与水平方向成= 370角的斜向下的推力F推一个质量为3kg的箱子匀速前进，如图（a）所示，箱子与水平地面间的

7、动摩擦因数为0.5求：推力F的大小；地面对物体的静摩擦力；地面对物体的支持力.变式训练2、如图所示，一个重力为G的物体放在粗糙水平面上，它与水平面间的动摩擦因数为，若对物体施一与水平面成角的力F，使物体做匀速直线运动，则下列说法中正确的是（ ）A物体所受摩擦力与拉力的合力的方向竖直向上B物体所受的重力、支持力、摩擦力的合力与F等大反向C物体所受的重力、支持力、摩擦力的合力等于FcosD物体所受摩擦力的大小也可以等于（GFsin）变式训练3、如图所示，用一根绕过定滑轮的细绳把质量分别为m和M的两个物块P和Q拴在一起，若将物块Q沿水平地面向右移动少许，仍能保持平衡，则关于力的变化的结论正确的是（

8、）A细绳的张力大小不变，Q对地面的压力减小 B细绳的张力变大，Q对地面的摩擦力变大C滑轮的轴所受的压力减小 D地面对Q的最大静摩擦力不变2斜面问题例1、倾角为的斜面上有质量为m 的木块，它们之间的动摩擦因数为.现用水平力F推动木块，如图所示，使木块恰好沿斜面向上做匀速运动.若斜面始终保持静止，求水平推力F的大小.变式训练1、如图所示，在倾角为的斜面上，有一木块m，该木块恰好能够沿斜面匀速下滑，求木块与斜面间的动摩擦因数。 变式训练2、如图，放在倾角为30的斜面上质量为10kg物体恰能沿斜面匀速下滑，若施加一平行斜面向上的恒力F，恰能使物体匀速上滑，则力F的大小为N。变式训练3、如图所示，斜面的

9、倾角=37，斜面上的物体A重10N.物体A和斜面间的动摩擦因数为=0.2，为使物体A在斜面上作匀速运动，定滑轮所吊的物体B的重力大小应为多大? （3）图解法在共点力的平衡中，有些题目中常有“缓慢”一词，则物体处于动态平衡状态。解决动态平衡类问题常用图解法，图解法就是在对物体进行受力分析(一般受三个力)的基础上，若满足有一个力大小、方向均不变，另有一个力方向不变时，可画出这三个力的封闭矢量三角形来分析力的变化情况的方法，图解法也常用于求极值问题。典例如图2315所示，一小球在斜面上处于静止状态，不考虑一切摩擦，如果把竖直挡板由竖直位置缓慢绕O点转至水平位置，则此过程中球对挡板的压力F1和球对斜面

10、的压力F2的变化情况是()图2315AF1先增大后减小，F2一直减小BF1先减小后增大，F2一直减小CF1和F2都一直减小【针对训练】1、如下图（a）所示，m在三根细绳悬吊下处于平衡状态，现用手持绳OB的B端，使OB缓慢向上转动，且始终保持结点O的位置不动，分析AO、BO两绳中的拉力如何变化2、如图所示，重物G用OA和OB两段等长的绳子悬挂在半圆弧的架子上，B点固定不动，A端由顶点C沿圆弧向D移动，在此过程中，绳子OA上的张力将：（ ）A由大变小 B由小变大 C先减小后增大 D先增大后减小3、如图所示，用绳索将重球挂在墙上，不考虑墙的摩擦。如果把绳的长度增大一些，则球对绳的拉力F1和球对墙的压

11、力F2的大小变化情况是 （ ）A.F1增大，F2减小 B.F1减小，F2增大C.F1和F2都减小 D.F1和F2都增大（4）三力汇交原理物体受三个共面非平行外力作用而平衡时，这三个力必为共点力。典例4一根长2 m，重为G的不均匀直棒AB，用两根细绳水平悬挂在天花板上，当棒平衡时细绳与水平面的夹角如图2319所示，则关于直棒重心C的位置下列说法正确的是()图2319A距离B端0.5 m处B距离B端0.75 m处C距离B端 m处D距离B端 m处（5）相似三角形法物体受到三个共点力的作用而处于平衡状态，画出其中任意两个力的合力与第三个力等值反向的平行四边形中，可能有力三角形与题设图中的几何三角形相似

12、，进而得到力三角形与几何三角形对应边成比例，根据比值便可计算出未知力的大小与方向。【典例】光滑半球面上的小球被一通过定滑轮的力F由底端缓缓拉到顶端的过程中，试分析绳的拉力F及半球面对小球支持力N的变化情况。【针对训练】如图2324所示，一个重为G的小球套在竖直放置的半径为R的光滑圆环上，一个劲度系数为k，自然长度为L(Lm2,如图4所示，已知三角形木块和两个小木块都是静止的，则粗糙水平面对三角形木块（ ）A. 有摩擦力的作用，摩擦力的方向水平向右B. 有摩擦力的作用，摩擦力的方向水平向左C. 有摩擦力的作用，但摩擦力的方向不能确定，因m1、m2和1、2和的数值并未给出D. 以上结论都不对2、如

13、图6所示，两块相同的竖直木板之间有质量均为的四块相同的砖，用两个大小为F的水平压力压木板，使砖块静止不动。设所有接触面均粗糙，则第3块砖对第2块砖的摩擦力为（ ）A. 0 B. mg/2 C. mg D. 2 mg3、有一个直角支架AOB，AO水平放置，表面粗糙，OB竖直向下，表面光滑。AO上套有小环P，OB上套有小环Q，两环质量均为m，两环由一根质量可忽略、不可伸长的细绳相连，并在某一位置平衡（如图所示）。现将P环向左移一小段距离，两环再次达到平衡，那么将移动后的平衡状态和原来的平衡状态比较，AO杆对P环的支持力FN和摩擦力f的变化情况是（ ）AFN不变，f变大 BFN不变，f变小 CFN变

14、大，f变大 DFN变大，f变小OABPQ mgFN（7）临界问题的常用处理方法假设法运用假设法解题的基本步骤是：(1)明确研究对象；(2)画受力图；(3)假设可发生的临界现象；(4)列出满足所发生的临界现象的平衡方程求解。典例6倾角为37的斜面与水平面保持静止，斜面上有一重为G的物体A，物体A与斜面间的动摩擦因数0.5。现给A施以一水平力F，如图2323所示。设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等(sin 370.6，cos 370.8)，如果物体A能在斜面上静止，水平推力F与G的比值不可能是()图2323A3 B2C1 D0.5（8）特殊方法典例一盏电灯重力为G，悬于天花板上A点，在电线O处系一细线

15、OB，使电线OA与竖直方向的夹角为30，如图2326所示。现保持角不变，缓慢调整OB方向至OB线上拉力最小为止，此时OB与水平方向的夹角等于多少？最小拉力是多少？【针对训练】ABAB（2016嘉定区一模17）如图所示，一根不可伸长的细绳两端分别连接在固定框架上的A、B两点，细绳绕过光滑的轻小滑轮，重物悬挂于滑轮下，处于静止状态。若缓慢移动细绳的端点，则绳中拉力大小的变化情况是（）（A）只将绳的左端移向A点，拉力变小（B）只将绳的左端移向A点，拉力不变（C）只将绳的右端移向B点，拉力变小（D）只将绳的右端移向B点，拉力变大课堂练习1、如右图所示，吊床用绳子拴在两根柱子的等高位置上。某人先坐在吊床

16、上处于静止状态，这时吊床两端系绳中的拉力为F1，吊床对该人的作用力为F2；后躺在吊床上处于静止状态，这时吊床两端系绳中的拉力为F1/，吊床对该人的作用力为F2/；则F1 F1/，F2 F2/。（请选填“”、“”、“”）ODEAB2、如右下图所示，橡皮条的O端固定，用A、B两弹簧秤拉橡皮条的另一端D，使其伸长至E点，A、B两弹簧的弹力大小和方向如图所示，其中 + 900。今保持A的读数不变，当角由图示位置逐渐减小时，欲使D端仍在E点保持不动应采用的方法是： （ ）A使B的读数变小，同时角减小B使B的读数变小，同时角增大C使B的读数变小，同时角先增大后减小D使B的读数变大，同时角减小3.如图三角形

17、ABC三边中点分别为D、E、F，在三角形中任取一点O，如果OE、OF、DO三个矢量代表三个力，那么这三个力的合力为 (A) OA (B) OB (C) OC (D) OD4.如图所示，水平放置的两固定光滑硬杆OA、OB成角，在两杆上各套一轻环P、Q，两环用细绳相连.现用一大小为F的恒力沿OB方向拉圆环Q，当两环处于平衡状态时，绳子的拉力大小为_.5.木块B的质量是木板A质量的两倍，将A用绳固定，B恰好能匀速下滑，A与B之间，B与斜面之间的滑动摩擦因数均为，=？YXPOAB606如图所示，XPY为直角支架，两根细绳的一端都拴在重物O上，另一端分别固定于支架的A、B两点。开始时，杆PX、绳OB水平

18、，杆PY竖直，绳OA与水平方向夹角为60。现使支架绕过P的水平轴在竖直平面内顺时针方向缓慢转动至杆PY水平，在上述过程中，绳OA、OB的拉力FA、FB的变化情况是（ ）（A）FA减小，FB先减小后增大（B）FA减小，FB先增大后减小（C）FA先减小后增大，FB增大（D）FA先增大后减小，FB增大bqaBCAO7.如图所示，不计质量的光滑小滑轮用细绳悬挂于墙上O点，跨过滑轮的细绳连接物块A、B，A、B都处于静止状态，现将物块B移至C点后，A、B仍保持静止，下列说法中正确的是（ ）（A）B与水平面间的摩擦力减小（B）地面对B的弹力增大（C）悬于墙上的绳所受拉力不变（D）A、B静止时，图中 、 、

19、三角始终相等ABOF8.用长度相同的两根细线把A、B两小球悬挂在水平天花板上的同一点O，并用长度相同的细线连接A、B两小球，然后用力F作用在小球A上，如图所示，此时三根细线均处于直线状态，且OB细线恰好处于竖直方向，两小球均处于静止状态。不考虑小球的大小，则力F的可能方向为A水平向右 B竖直向上C沿OA方向 D沿BA方向9如图所示，物体的质量为2kg，两根轻细绳AB和AC一端连接于竖直墙上，另一端系于物体上，在物体上另施加一个方向与水平成=60的拉力，若要使绳都能伸直，求拉力F的大小范围？课堂总结回家作业1、（）如图所示，有一个物体受到两根绳的拉力作用而处于平衡状态，其中CA绳处于水平状态，现

20、保持绳CA和绳CB之间的夹角保持不变，使其绕O点顺时针缓慢转动900的过程中，绳的拉力TCA，TCB的大小如何变化？ AOBC2、（）如图所示，表面粗糙的固定斜面顶端安有滑轮，两物块P、Q用轻绳连接并跨过滑轮（不计滑轮的质量和摩擦），P悬于空中，Q放在斜面上，均处于静止状态。当用水平向左的恒力推Q时，P、Q仍静止不动，则（ ）AQ受到的摩擦力一定变小 BQ受受到的摩擦力一定变大C轻绳上拉力一定变小 D轻绳上拉力一定不变3、（）如图所示，有6个相同的物块放在水平面上，每个物块的重力为G=10N，每个物块的与水平面的最大静摩擦力为1.4N，先用F=6N的水平力推物块1，下列判断正确的是（ ）A.

21、物块1受4个力的作用B. 物块5受4个力的作用C. 每个物块受到的摩擦力都是1ND. 物块6不受摩擦力4、如图所示，滑轮本身的质量忽略不计，滑轮O安装在一根轻木杆上，一根轻绳AC绕过滑轮，A端固定在墙上，且绳保持水平。C端挂一重物，BO与竖直方向= 45，系统保持平衡。若保持滑轮的位置不变，改变角的大小，则滑轮受到细绳的弹力大小变化情况是： A.只有变小，弹力才变大 B只有变大，弹力才变大C不论变小或变大，弹力都变大 D不论如何变化，弹力都不变 5、（）如图在粗糙水平面上放一三角形木块a，物块b在a的斜面上匀速下滑，则( )Aa保持静止，而且没有相对于水平面运动的趋势Ba保持静止，但有相对于水

22、平面向右运动的趋势Ca保持静止，但有相对于水平面向左运动的趋势D因未给出所需数据，无法对a是否运动或有无运动趋势做出判断6、（）如图所示，物块P与Q间的滑动摩擦力为5 N，Q与地面间的滑动摩擦力为10 N，R为定滑轮，其质量及摩擦均可忽略不计，现用一水平拉力F作用于P上并使P、Q发生运动，则F至少为（）A5 N B10 N C15 N D20 N7、（）如图所示，人的质量为60kg，物体垢质量为40kg，人用100N的水平力拉绳时，人与物体保持相对静止，而物体和人恰能做匀速直线运动，则人受到的摩擦力为多大？物体和支持面间的动摩擦因数为多大？ 8、（）如图所示表面光滑、质量为m的尖劈插在缝A、B

23、之间，在尖劈背上加一压力F，如图所示，则尖劈对A侧的压力为_，对B侧的压力为_. 9、（）两物体A和B通过跨过定滑轮的细绳连接,它们都处于静止状态，已知A的质量为M，B的质量为m，且Mm，分别对A、B受力分析，并求出地面对A的摩擦力及地面对A的弹力的大小。11、（）如图所示，在倾角=30的粗糙斜面上放一物体，重力为G.现用与斜面底边平行的力F=G/2推物体，物体恰能在斜面上做匀速直线运动，求物体与斜面间的动摩擦因数.12、（）可看作质点的两个小球1、2用细线相连，搭在光滑的半圆柱体上，在图示位置两小球恰好都能保持静止。两球和半圆柱体轴心的连线与竖直方向的夹角分别是60和30。求两小球质量之比m1m2。