2019年度高考物理一轮复习第二章相互作用专题强化二受力分析共点力的平衡学案

专题强化二 受力分析 共点力的平衡

专题解读 1.本专题是本章重要知识和规律的综合，特别是受力分析和平衡条件的应用更是高考的重点和热点.

2.高考对本专题内容的考查主要是在选择题中作为一个考查点出现，但近年在计算题中也作为一个力学或电学考点命题.

3.用到的相关知识有：受力分析，力的合成与分解，共点力的平衡条件，用到的主要方法有：整体法与隔离法、合成法、正交分解法等.

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，并画出受力示意图的过程. 2.一般步骤

自测1 (多选)如图1所示，水平地面上的物体A，在斜向上的拉力F的作用下，向右做匀速运动，则下列说法中正确的是( )

图1

A.物体A可能只受到三个力的作用 B.物体A一定受到四个力的作用

C.物体A受到的滑动摩擦力大小为Fcos θ D.物体A对水平面的压力大小一定为Fsin θ 答案 BC 二、共点力的平衡 1.平衡状态

物体处于静止状态或匀速直线运动状态.

1

2.平衡条件

??Fx＝0

F合＝0或者?

??Fy＝0

.

如图2甲和乙所示，小球静止不动，物块匀速运动.

图2

则小球F合＝0； 物块Fx＝0，Fy＝0. 3.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，其中任何一个力与另外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封闭的矢量三角形. (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，其中任何一个力与另外几个力的合力大小相等，方向相反.

自测2 如图3所示，一个质量为m的小物体静止在固定的、半径为R的半圆形槽内，距内槽最低点高为处，则它受到的摩擦力大小为( )

2

R

图3

1332A.mg B.mg C.(1－)mg D.mg 2222答案 B

解析 对物体受力分析如图，由平衡条件可得：

R2－

mgsin θ＝Ff，FN＝mgcos θ，sin θ＝RR2

2

＝33

，Ff＝mg. 22

2

命题点一 受力分析 整体法与隔离法 的应用

1.高中物理主要研究的九种力

种类 重力 弹簧的弹力 静摩擦力 滑动摩擦力 万有引力 库仑力 大小 方向 竖直向下 沿弹簧轴线 与相对运动趋势方向相反 与相对运动方向相反 沿质点间的连线 沿点电荷间的连线 正(负)电荷与电场强度方向相同(相反) 左手定则，安培力(洛伦兹力)的方向总是垂直于B与I(B与v)决定的平面 G＝mg(不同高度、纬度、星球，g不同) F＝kx(x为形变量) 0＜Ff静≤Ffmax Ff滑＝μFN m1·m2F＝G2 rq1·q2F＝k2 rF电＝qE F＝BIL 当B∥I时，F＝0 电场力 安培力 洛伦兹力 2.整体法与隔离法

F洛＝qvB 当B∥v时，F洛＝0 概念 整体法 将加速度相同的几个物体作为一个整体来分析的方法 研究系统外的物体对系统整体的作用力或系统整体的加速度 隔离法 将研究对象与周围物体分隔开的方法 选用原则 研究系统内物体之间的相互作用力 例1 如图4所示，物块A放在直角三角形斜面体B上面，B放在弹簧上面并紧挨着竖直墙壁，初始时A、B静止，现用力F沿斜面向上推A，但A、B仍未动.则施力F后，下列说法正确的是( )

3

图4

A.A、B之间的摩擦力一定变大 C.B与墙之间可能没有摩擦力 答案 D

解析 对A分析，开始受重力、B对A的支持力和静摩擦力平衡，当施加F后，仍然处于静止状态，开始A所受的静摩擦力大小为mAgsin θ，若F＝2mAgsin θ，则A、B之间的摩擦力大小不变，故A错误；以A、B整体为研究对象，开始时B与墙面的弹力为零，后来施加

B.B与墙面间的弹力可能不变 D.弹簧弹力一定不变

F后，弹力为Fcos θ，B错误；对A、B整体分析，由于A、B不动，弹簧的形变量不变，

则弹簧的弹力不变，开始弹簧的弹力等于A、B的总重力，施加F后，弹簧的弹力不变，总重力不变，根据平衡知，则B与墙之间一定有摩擦力，故C错误，D正确.

例2 如图5所示，甲、乙两个小球的质量均为m，两球间用细线连接，甲球用细线悬挂在天花板上.现分别用大小相等的力F水平向左、向右拉两球，平衡时细线都被拉紧.则平衡时两球的可能位置是下列选项中的( )

图5

答案 A

解析 用整体法分析，把两个小球看做一个整体，此整体受到的外力为竖直向下的重力2mg、水平向左的力F(甲受到的)、水平向右的力F(乙受到的)和细线1的拉力，两水平力相互平

4

衡，故细线1的拉力一定与重力2mg等大反向，即细线1一定竖直；再用隔离法，分析乙球受力的情况，乙球受到向下的重力mg、水平向右的拉力F、细线2的拉力F2.要使得乙球受力平衡，细线2必须向右倾斜.故A正确.

变式1 如图6所示，两段等长细线串接着两个质量相等的小球a、b，悬挂于O点.现在两个小球上分别加上水平的外力，其中作用在b球上的力大小为F、作用在a球上的力大小为2F，则此装置平衡时的位置可能是( )

图6

答案 A

解析 设每个球的质量为m，Oa与ab和竖直方向的夹角分别为α、β.

以两个小球组成的整体为研究对象，分析受力情况，如图甲所示，根据平衡条件可知，Oa绳的方向不可能沿竖直方向，否则整体的合力不为零，不能保持平衡. 由平衡条件得：tan α＝

F. 2mgFmg以b球为研究对象，分析受力情况，如图乙所示，由平衡条件得：tan β＝，则α＜β，

5

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/f8r2.html