1、第9讲 物体的平衡受力分析 第9讲 物体的平衡受力分析 考点整合 第9讲 考点整合 一、受力分析的步骤 1确定研究对象，并把_ 与周围环境隔离；2按一定的顺序分析研究对象所受到的其他物体对它产生的力，可按照：场力(重力、电场力、磁场力等)弹力_其他力；3画出研究对象的受力图，标明各力的符号，需要合成或分解时，必须画出相应的平行四边形；4定性检验受力分析的准确性：根据画出的受力图，分析物体能否处于题目中给定的运动状态研究对象摩擦力第9讲 考点整合 二、共点力作用下的物体的平衡 1平衡状态：是指物体处于_或_状态；平衡的标志是物体的加速度为_2平衡条件：作用在物体上的合力为_3推论(1)若物体处于
2、平衡状态，则沿任意方向，物体受到的合力为_；(2)若物体在二力作用下处于平衡状态，则这两个力大小_、方向_；(3)若物体在三个力作用下处于平衡状态，则其中任意两个力的合力与第三个力大小_、方向_(且这三个力首尾相接构成封闭式三角形)；静止匀速直线运动零零相等相反零相等相反(4)若物体在 n 个力作用下而处于平衡状态，则其中任意一个力与其余 n1 个力的合力大小_、方向_；(5)若物体处于平衡状态，则将物体受到的力正交分解后，正交的两个方向上的合力均为_，即 Fx0，Fy0；(6)如果物体受三个不平行的外力作用而平衡，则这三个力的作用线一定在_平面上第9讲 考点整合 同一零相等相反要点探究 第9
3、讲 要点探究 物体的运动状态是由物体受到的合力决定的，受力分析是平衡问题及应用牛顿第二定律解决变速运动问题的关键受力分析时应注意：(1)研究对象的选取：选择研究对象的原则是使对问题的研究尽量简便，研究对象可以是单个物体或者物体的一部分，也可以是几个物体组成的系统(2)受力分析：力的作用效果只体现在受力物体上，受力分析时只分析研究对象受到的力，找出物体受到的实际力(根据性质命名的力)，不要把按效果分解或合成的力分析进去 探究点一 受力分析的基本方法(3)按照一定的顺序分析：把研究对象从周围的物体中隔离出来，按照一定的顺序分析物体的受力情况，一般先分析重力和场力，然后找出跟研究对象接触的物体并逐个
4、分析这些物体对研究对象的弹力和摩擦力，最后再分析其他力(4)防止添力和漏力：每分析一个力都要确定其施力物体，避免出现某些不存在的力如果不能确定某力(如支持力、静摩擦力)是否存在，可先假设其存在或不存在，然后再就该力存在与否对物体运动状态影响的不同判断该力是否存在按照一定的顺序进行受力分析是防止漏力的有效办法画完受力图后要进行定性检验，看根据画出的受力情况，物体能否处于对应的运动状态第9讲 要点探究(5)规范作图：在受力分析的基础上，画出物体的受力图，标明力的作用点、方向及力的符号，作用点一般标注在物体的重心，然后再进行力的合成和分解由受力分析过程结合物体的运动状态，根据物体的平衡条件或牛顿运动
5、定律判定未知力的有无及方向(6)当只研究物体的平动而忽略物体的转动时，物体受到的各个力应画成共点力，力的作用线可平移到物体的重心在使用正交分解法求解平衡问题建立坐标轴时，应让尽可能多的力落在轴上，这样分解的力少，求解过程简单第9讲 要点探究 例 1 2010宁夏卷 如图 91 所示，一物块置于水平地面上当用与水平方向成 60角的力 F1 拉物块时，物块做匀速直线运动；当改用与水平方向成 30角的力 F2 推物块时，物块仍做匀速直线运动若 F1和 F2 的大小相等，则物块与地面之间的动摩擦因数为()A.31 B2 3 C.32 12 D1 32 第9讲 要点探究 B 解析 物体受重力 mg、支持
6、力 F N、滑动摩擦力 Ff 和已知拉力 F 作用而处于平衡状态，将物体受到的力沿平行和垂直地面正交分解根据平衡条件，有 F1cos60(mgF1sin60)，F2cos30(mgF2sin30)，又 F1F2，解得 23.点评 在使用正交分解法求解平衡问题建立坐标轴时，应让尽可能多的力落在轴上，这样分解的力少，求解过程简单第9讲 要点探究 2010泉州模拟 如图 92 所示，一半球状物体放在粗糙的水平地面上，一只甲虫(可视为质点)从半球面的最高点开始缓慢往下爬行，在爬行过程中(B)A球面对甲虫的支持力变大B球面对甲虫的摩擦力变大C球面对甲虫的作用力变大D地面对半球体的摩擦力变大第9讲 要点探
7、究 解析 由于甲虫沿半球状物体向下缓慢爬行，它爬行到的任一位置时都看作处于平衡状态在图示位置，对该甲虫进行受力分析，其受力图如图所示将重力沿半径方向和球的切线方向分解，列出沿半径方向和球的切线方向的平衡方程.Nmgcos，fmgsin它在向下爬的过程中，变大，cos 变小，球面对它的支持力变小；sin 变大，球面对它的摩擦力变大所以正确选项为 B.第9讲 要点探究 探究点二 多研究对象的受力分析1内力和外力内力和外力是相对的，在多个物体组成的系统内，某个物体与其他物体之间的作用力，对系统是内力，对某个物体则是内力当对系统进行受力分析时，内力不能在受力图中出现；当把某个物体单独隔离分析时，原来的
8、内力则变为外力，必须画在受力图上2整体法与隔离法涉及多物体的平衡与运动问题时，需灵活选择研究对象进行受力分析(1)当涉及的物理问题是整体与外界作用时，应用整体分析法，即把有相互作用的几个物体看成一个整体(系统)进行受力分析，受力分析时不再考虑系统内物体间的相互作用力，从而使求解过程简化第9讲 要点探究(2)当涉及的物理问题是物体间的作用时，应用隔离分析法，即将某个物体从整体中隔离开来单独对其进行受力分析，这时系统中物体间的相互作用的内力就会变为各个独立物体的外力整体法与隔离法的选用：系统内各个物体均处于平衡状态或各个物体的加速度相同情况下，优先选用整体法求解研究对象与外界的作用力或加速度问题；
9、求解系统内物体之间的相互作用力问题时，必须选用隔离法，且应隔离受力较少的物体；复杂问题需要整体法与隔离法结合使用第9讲 要点探究 例 2 2010安徽卷 L 形木板 P(上表面光滑)放在固定斜面上，轻质弹簧一端固定在木板上，另一端与置于木板上表面的滑块 Q 相连，如图 93 所示若 P、Q 一起沿斜面匀速下滑，不计空气阻力则木板 P的受力个数为(C)A3 B4C5 D6第9讲 要点探究 解析 先隔离 Q，由匀速运动可知，物体 Q 受弹簧沿斜面向上的作用力，则弹簧对 P 有沿斜面向下的作用力，另外 P 还受到重力、Q 对它的压力、斜面对它的支持力以及沿斜面向上的摩擦力，总共 5 个力点评 本题的
10、关键是弹簧对 P 是否产生弹力，应选用隔离体为研究对象，且应先隔离受力少的物体，即先对物体 Q 进行受力分析对多物体问题，如果研究各物体外部的作用，则优先选用整体为研究对象，如后面的变式题第9讲 要点探究 1 2010山东卷 如图 94 所示，质量分别为 m1、m2 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，m2 在空中)，力 F 与水平方向成 角则 m1 所受支持力 FN 和摩擦力 Ff 正确的是(C)AFNFsin m1gm2gBFNm1gm2gFcosCFfFcosDFfFsin第9讲 要点探究 解析 对整个系统进行受力分析：系统受拉力 F、支
11、持力 N、摩擦力 f、重力(m1m2)g，把拉力进行正交分解，FxFcos，FyFsin，竖直方向有：N(m1m2)gFsin，水平方向有：fFcos，A、C 选项正确第9讲 要点探究 2 2010长沙一中 如图 95 所示，竖直平面内放一直角杆，杆的水平部分粗糙，竖直部分光滑两部分各有一小球(图中 A 和B)套在杆上保持静止，A、B 间用轻绳相连，轻绳与竖直方向的夹角为，以下分析中正确的是(B)A水平杆对 A 球的摩擦力大小与 无关B水平杆对 A 球的支持力大小与 无关C竖直杆对 B 球的弹力大小与 无关DA、B 间轻绳的拉力大小与 无关第9讲 物体的平衡受力分析 解析 以两球及绳整体为研究对象，整体受力情况是：水平杆对 A 球向右的静摩擦力 f 和向上的支持力 N1、竖直杆对 B 球向左的弹力 N2、两球的重力 GA 和 GB，根据平衡条件得，N2f，N1GAGB.以 B 球为研究对象，其受力情况是：竖直杆对 B 球向左的弹力 N2，绳对 B 球的拉力 T，B 球的重力 GB，分解绳对 B 球的拉力 T，TcosGB，Tsin N2f，解得绳对 B 球的拉力 TGBcos，水平杆对A 球的静摩擦力 fGBtan，因此选项 B 正确第9讲 要点探究