专题--高中力学(受力分析总结及题型分析)Word格式.doc

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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力一定与第三个力大小相等，方向相反（作用在一条直线上）．

（3）、多力平衡：

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力大小相等，方向相反（作用在一条直线上）．

解读：

共点力的平衡条件及推论.

（1）、物体受力平衡：

（比如，静止、匀速直线运动），任何方向建立的坐标系，在坐标轴上均受力平衡（同一条直线上，大小相等，方向相反）。

（2）、例如，物体受三个力作用，且平衡，任意方向建立坐标，其中任意两个力的合力，一定与第三个力在同一条直线上，大小相等，方向相反。

（题2、3）

题型分析

2．[受力分析和平衡条件的应用]滑滑梯是小孩很喜欢的娱乐活动．

如图2所示，一个小孩正在滑梯上匀速下滑，则 （　　）

A．小孩所受的重力与小孩所受的弹力大小相等 图2

B．小孩所受的重力与小孩所受的摩擦力大小相等

C．小孩所受的弹力和摩擦力的合力与小孩所受的重力大小相等

D．小孩所受的重力和弹力的合力与小孩所受的摩擦力大小相等

分析：

如果物体受三个力平衡，任意两个力的合力，一定与第三个力在同一条直线上，大小相等，方向相反。

CD

3．[受力分析和平衡条件的应用]如图3所示，在倾角为θ的斜面上，放着

一个质量为m的光滑小球，小球被竖直的木板挡住，则小球对木板的

压力大小为 （　　）

A．mgcosθ B．mgtanθ C. D.图3

解析：

　取光滑小球为研究对象，对小球进行受力分析，由于小球是

光滑的，因此小球不会受到摩擦力的作用，建立如图所示的直角坐

标系，由于小球静止，则有坐标轴上的力平衡。

X轴：

FN1sinθ－FN2＝0，

y轴：

FN1cosθ－mg＝0

解得：

FN1＝，FN2＝mgtanθ

由牛顿第三定律（作用力与反作用力）可知，小球对木板的压力为FN2′＝FN2＝mgtanθ.

4．[受力分析和平衡条件的应用]如图4所示，质量为m的滑块静止置于

倾角为30°

的粗糙斜面上，一根轻弹簧一端固定在竖直墙上的P点，

另一端系在滑块上，弹簧与竖直方向的夹角为30°

，则 （　　）

A．滑块可能受到三个力作用

B．弹簧一定处于压缩状态 图4

C．斜面对滑块的支持力大小可能为零

D．斜面对滑块的摩擦力大小一定等于mg

沿斜面（一般沿受力多的面）建立坐标系，坐标轴上的力平衡，根据选项中条件假设成立。

分解到坐标轴如果不平衡则假设不成立。

AD

二、受力分析图解法

1、应用图解法解题时，物体的受力特点是：

（1）、受三个共点力；

（2）、一个力大小、方向不变，一个力方向不变，另一个力大小、方向都变.

（3）、力的大小：

，按线长度比例，相似三角形对应成比例，抓住不变量（比如恒定力，重力等）表示变化过程中线段长不变，以不变量为准根据平行四边形法则画出其他变化量。

2、画受力示意图——边分析边将力一一画在受力示意图上，准确标出力的方向，标明各力的符号、大小（不变量在变化过程中画图时长度保持不变），在原图上进行比较变化过程．

例题6．[图解法的应用]如图6所示，一定质量的物块用两根轻绳悬在空中，

其中绳OA固定不动，绳OB在竖直平面内由水平方向向上转动，

则在绳OB由水平转至竖直的过程中，绳OB的张力大小将（　　）

A．一直变大 B．一直变小图6

C．先变大后变小D．先变小后变大

解析　在绳OB转动的过程中，绳OA固定不动，O不动，物块始终处于

静止状态，所受合力始终为零，如图为绳OB转动过程中结点O受力示意图，

由图可知，绳OB的张力先变小后变大．

三、整体法与隔离法

当涉及物体较多时，就要考虑采用整体法和隔离法．

（1）整体法同时满足这两个条件即可采用整体法．

运动状态相同（静止或匀速直线）时，作为一个整体建立坐标进行受力分析，或求出共同加速度a=a1=a2

（2）隔离法：

物体必须从系统中隔离出来，独立地进行受力分析，进而分析周围物体有哪些对它施加了力的作用．把力分解到建立的坐标轴上进行受力分析，列出方程．

5．[整体法和隔离法的应用]（2010·

山东理综·

17）如图5所示，质量

分别为m1、m2的两个物体通过轻弹簧连接，在力F的作用下

一起沿水平方向做匀速直线运动（m1在地面上，m2在空中），

力F与水平方向成θ角．则m1所受支持力FN和摩擦力Ff正

确的是 （　　） 图5

A．FN＝m1g＋m2g－FsinθB．FN＝m1g＋m2g－Fcosθ

C．Ff＝FcosθD．Ff＝Fsinθ

解析　匀速直线运动，一定是平衡（坐标轴上合力为0）且有共同加速度

将m1、m2和弹簧看做整体，受力分析如图所示

根据平衡条件得Ff＝Fcosθ

FN＋Fsinθ＝（m1＋m2）g

则FN＝（m1＋m2）g－Fsinθ

故选项A、C正确．

四、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来判断该力是否存在．

例如，摩擦力：

如果在不知是否有摩擦力时，可以假设为有摩擦力，摩擦力方向一定沿切线（与接触面平行）方向；

有摩擦力就必须有压力N（根据摩擦力公式f=µ

N）

例1　如图7所示，在恒力F作用下，a、b两物体一起沿粗糙竖直墙面

匀速向上运动，则关于它们受力情况的说法正确的是 （　　）

A．a一定受到4个力

B．b可能受到4个力

C．a与墙壁之间一定有弹力和摩擦力 图7

D．a与b之间一定有摩擦力

解析

　（整体法）a、b两物体一起沿粗糙竖直墙面匀速向上运动。

将a、b看成整体，其受力图如图甲所示，（可以假设为有摩擦力，摩擦力方向一定沿切线（与接触面平行）方向；

N））

假如有摩擦力f，则一定有向右的弹力（压力）N，在水平方向不平衡。

说明a与墙壁之间没有弹力和摩擦力作用；

（隔离法）对物体b进行受力分析，匀速直线运动，个方向受力平衡；

如图乙所示，b受到3个力作用，所以a受到4个力作用（b对a的摩擦力、弹力，重力，恒力F），答案　AD。

甲　　　　　　　　　乙

五、学会分析动态平衡问题和极值问题．

用图解法进行动态平衡的分析

1．动态平衡：

是指平衡问题中的一部分力是变力，是动态力，力的大小和方向均要发生变化，所以叫动态平衡，这是力平衡问题中的一类难题．

2．基本思路：

化“动”为“静”，“静”中求“动”．

3．基本方法：

图解法和解析法．

4共点力平衡中的临界与极值问题的处理方法

（1．临界问题

当某物理量变化时，会引起其他几个物理量的变化，从而使物体所处的平衡状态“恰好

出现”或“恰好不出现”，在问题的描述中常用“刚好”、“刚能”、“恰好”等语言叙述．常见的临界状态有：

（1）、两接触物体脱离与不脱离的临界条件：

是相互作用力为0（主要体现为两物体间的弹力为0）；

（2）、绳子断与不断的临界条件：

为绳中张力达到最大值；

绳子绷紧与松驰的临界条件为绳中张力为0；

（3）、存在摩擦力作用的两物体间发生相对滑动或相对静止的临界条件：

为静摩擦力达到最大．

研究的基本思维方法：

假设推理法．

（2．极值问题

平衡物体的极值，一般指在力的变化过程中的最大值和最小值问题．一般用图解法或解析法进行分析．

例5　如图15所示，两个完全相同的球，重力大小均为G，两球与水平

地面间的动摩擦因数都为μ，且假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，

一根轻绳两端固结在两个球上，在绳的中点施加一个竖直向上的拉力，

当绳被拉直后，两段绳间的夹角为α，求当F至少为多大时，两球将图15

会发生滑动．

审题指导　两球发生滑动的临界状态是摩擦力达到最大静摩擦力的状态，即绳上拉力的水平分量等于小球受到的最大静摩擦力时．

解析　对结点O受力分析如图甲所示，由平衡条件得：

F1＝F2＝

对任一球（如右球）受力分析如图乙所示，球发生滑动的临界条件是：

F2sin＝μFN，又F2cos＋FN＝G.联立解得：

F＝

受力分析的基本思路

考点一　受力分析

突破训练1　如图8所示，在斜面上，木块A与B的接触面是水平的．

绳子呈水平状态，两木块均保持静止．则关于木块A和木块B可能

的受力个数分别为 （　　）

A．2个和4个 B．3个和4个 图8

C．4个和4个 D．4个和5个

答案　ACD

解析　

（1）、若绳子的拉力为零，以A、B为研究对象，B和斜面之间一定有静摩擦力，A、B的受力图如图，所以选项A正确．

（2）、若绳子上有拉力，对A、B分别画受力图可知，A受到重力、

B对A的支持力、绳子的拉力和B对A的静摩擦力而平衡，B

受到重力、A对B的压力、斜面对B的支持力和A对B的静摩

擦力，斜面对B的摩擦力可有可无，所以选项C、D正确，B错误．

考点二　平衡问题的常用处理方法

平衡问题是指当物体处于平衡状态时，利用平衡条件求解力的大小或方向的问题．处理方法常有力的合成法、正交分解法、三角形法则．

例2　如图9所示，在倾角为α的斜面上，放一质量为m的小球，

小球被竖直的木板挡住，不计摩擦，则球对挡板的压力是（　　）

A．mgcosαB．mgtanα

C. D．mg

解析　解法一　（正交分解法）

对小球受力分析如图甲所示，小球静止，处于平衡状态，沿水平和竖直方向建立坐标系，将FN2正交分解，列平衡方程为FN1＝FN2sinα，mg＝FN2cosα.

可得：

球对挡板的压力FN1′＝FN1＝mgtanα，所以B正确．

解法二　（力的合成法）

如图乙所示，小球处于平衡状态，合力为零．FN1与FN2的合力一定与mg平衡，即等大反向．解三角形可得：

FN1＝mgtanα，

所以，球对挡板的压力FN1′＝FN1＝mgtanα.所以B正确．

解法三　（三角形法则）

如图丙所示，小球处于平