《受力分析和共点力的平衡》力与平衡课件ppt

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专题:受力分析和共点力平衡专题-讲课课件

专题:受力分析和共点力平衡专题-讲课课件

主要内容
1、物体的受力分析; 2,共点力作用下物体的平衡: (1)整体法与隔离法; (2)静态平衡; (3)动态平衡; (4)平衡中的临界和极值问题; (5)特殊题型。
第一课时
物体受力分析
一、物体的受力分析
[思]
如图所示,物体M在竖直拉力F作用下处于静止 状态,试分析在斜面光滑和不光滑两种情况下,物 体的受力情况。
画m受力示意图
N2
N1
m
θ mg
N
f
m
mg θ
T
N
m
T
M
θ
f
mg
N
N
Mg
F
f mθ
匀速
m F
f
θ
mg
mg
二.已知多物体处于静止或者匀速直线运动状态受力分析 整体法和隔离法的灵活运用:画A、B、C受力示意图
F A 3F B
C
F ABC F
GGG
A
θ
B
A向下匀速,B静止
(大本 80 页 3 题)在图中画出(1)~(4)中静止物体 A 的受力示 意图(图中球形物体的接触面光滑).
以把这些力的作用点画到它们作用线的公共交点上。
❖在不考虑物体转动的情况下,物体可以当作质点看待,
所以力的作用点都可以画在受力物体的重心上。
二、共点力作用下物体的平衡
2.共点力作用下物体的平衡
1.共点力作用下物体的平衡状态:
现象:物体保持静止或者做匀速直线运动,物体就处于平衡状态。
(平衡状态是指a=0的状态)
三.共点力作用下物体的平衡应用
1,四种方法 (大本 80 页例 2):在科学研究中,可以用 风力仪直接测量风力的大小,其原理如图 所示.仪器中一根轻质金属丝悬挂着一个 金属球.无风时,金属丝竖直下垂;当受 到沿水平方向吹来的风时,金属丝偏离竖 直方向一个角度.风力越大,偏角越大.通 过传感器,就可以根据偏角的大小指示出风力.那么 风力大小 F 跟金属球的质量 m、偏角 θ 之间有什么 样的关系呢?

共点力的平衡ppt课件

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常见的方法有:正交分解法、合成法、相似三角形法、按力的作用效果分解等 (4)求解平衡方程; (5)讨论解的合理性和实际意义。
作者编号:43999
新知学习
【例题】如图,半径为R的光滑半球的正上方,离球面顶端距离为h的O点,
用一根长为l的细线悬挂质量为m的小球,小球靠在半球面上.试求小球对球
面压力的大小.
作者编号:43999
新知学习
01 物体的平衡状态
1.平衡状态:如果一个物体保持静止或做匀速直线运动,我们就 说这个物体是处于平衡状态
静止的石头
作者编号:43999
匀速运动的电梯
新知学习
起飞阶段 平稳飞行阶段
降落阶段
作者编号:43999
飞机从起飞到以一定速度平稳飞行,再 到降落,最后停在机场的停机坪上。在这个 过程中,飞机经历了哪些阶段?在各阶段飞 机处于什么样的状态?
作者编号:43999
课堂练习 2.在如图所示的甲、乙、丙、丁四图中,滑轮光滑且所受的重力忽略不计,滑轮的轴 O安装在一根轻木杆P上,一根轻绳ab绕过滑轮,a端固定在墙上,b端下面挂一个质 量为m的重物,当滑轮和重物都静止不动时,甲、丙、丁图中木杆P与竖直方向的夹 角均为θ,乙图中木杆P竖直。假设甲、乙、丙、丁四图中滑轮受到木杆P的弹力的大 小依次为FA、FB、FC、FD,则以下判断正确的是 ( B ) A.FA=FB=FC=FD B.FD>FA=FB>FC C.FA=FC=FD>FB D.FC>FA=FB>FD
力的三 角形法
对受三力作用而平衡的物体,将力的矢量图平移使三力组 成一个首尾依次相接的矢量三角形,根据正弦定理、余弦 定理或相似三角形等数学知识求解未知力
作者编号:43999

高考物理一轮复习《受力分析、共点力的平衡》ppt课件

高考物理一轮复习《受力分析、共点力的平衡》ppt课件

【解析】(1)设该同学沿拖杆方向用大小为F的力推拖把。将
推拖把的力沿竖直和水平方向分解,根据平衡条件有
Fcosθ+mg=N

Fsinθ=f

式中N和f分别为地板对拖把的正压力和摩擦力,则
f=μN

联立①②③式得
F mg

sin cos
(2)使该拖把在地板上从静止刚好开始运动的水平推力等于
【解析】选C。这是典型的相互作用中的静力学问题,取物体B 为研究对象分析其受力情况如图,
则有F=mgtanθ, T mg ,在物体B被缓慢拉高的过程中,θ增大,
cos
则水平力F随之变大,故A错;对A、B两物体与斜面体这个 整体而言,由于斜面体与物体A仍然保持静止,则地面对斜面 体的摩擦力一定变大,故C正确;但是因为整体竖直方向并没 有其他力,故斜面体所受地面的支持力应该没有变,故B错; 在这个过程中尽管绳子张力变大,但是由于物体A所受斜面体 的摩擦力开始并不知道其方向,故物体A所受斜面体的摩擦力 的情况无法确定,故D错。
(4)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,内力变成外力,要在受力分析图中画出。
【典例透析1】(2013·新课标全国卷Ⅱ) 如图,在固定斜面上的一物块受到一外力 F的作用,F平行于斜面向上。若要物块在 斜面上保持静止,F的取值应有一定范围, 已知其最大值和最小值分别为F1和F2(F2>0)。由此可求出( ) A.物块的质量 B.斜面的倾角 C.物块与斜面间的最大静摩擦力 D.物块对斜面的正压力
一般情况下隔离受力 较少的物体
2.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 的假设,然后分析该力存在对物体运动状态的影响来判断该力 是否存在。

高中课件 物理 受力分析 共点力的平衡

高中课件 物理 受力分析 共点力的平衡

(3)√。处于平衡状态的物体,所受合外力为零,其加速度 为零。 (4)×。速度等于零的物体所受合外力不一定为零,物体 也不一定处于平衡状态,如竖直上抛到最高点的物体,其 速度为零,其加速度为g,物体将做匀加速直线运动。
(5)√。若三个力F1、F2、F3平衡,则F2和F3的合力与F1 等大反向,当F1转动90°时,F1与F2、F3的合力互相垂直, 三个力的合力大小为 2F1。 (6)×。物体在缓慢运动时,可认为其瞬时速度始终为 零,其加速度为零,物体所受合外力为零,属于一种动态 平衡状态。
考点2 共点力的平衡 【核心要素精讲】 1.解决平衡问题的基本思路: (1)审读题目信息→弄清问题情景、题设条件和要求。 (2)选取研究对象→确定选用整体法或隔离法。
(3)对研究对象受力分析→画受力示意图。 (4)制定解题策略→合成法、分解法、图解法等。 (5)进行相应处理→合成、分解某些力或作平行四边形。 (6)列平衡方程→F合=0。 (7)分析、求解→应用数学知识。
A.物体受到的合外力减小5N B.物体受到的摩擦力减小5N C.斜面受到的压力减小5N D.物体对斜面的作用力减小5N
【解析】选D。物体在有无拉力时,都处于静止状态,合 力都为零,选项A错误;无拉力时物体受力如图甲所示, 根据共点力平衡条件得Ff=mgsinθ,FN=mgcosθ,有拉 力F作用后,物体受力分析如图乙所示,根据共点力平 衡条件得Ff1=(mg-F)sinθ,FN1=(mg-F)cosθ,故FfFf1=Fsin30°=2.5N,FN-FN1=Fcos30°=5 23 N,选项B、
C错误;物体对斜面的作用力为压力和摩擦力的合力,压 力和摩擦力的合力方向竖直向下,故作用力减小5N,选 项D正确。
【加固训练】如图所示,有四块相同的坚固石块垒成弧 形的石拱,其中第3、4块固定在地面上,每块石块的两 个面所夹的圆心角为37°。假设石块间的摩擦力可以 忽略不计,则第1、2块石块间的作用力和第1、3块石块 间的作用力的大小的比值为 ( )

受力分析平衡问题PPT课件

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解析 以A、B为整体,A、B整体沿斜面向下的加速度a可沿水平
方向和竖直方向分解为加速度a∥和a⊥,如图所示,以B为研究对 象,B滑块必须受到水平向左的力来产生加速度a∥.因此B受到三 个力的作用,即:重力、A对B的支持力、A对B的水平向左的静
摩擦力,故只有选项A正确.
答案 A
解析显隐
处理平衡问题的几个常用方法
静止
匀速直线运动
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,其中任何一个力与其余几个力的合力大小 相等 , 方向 相反 。
受力分析的方法步骤
【典例】(多选)如图示,固定的斜面上叠放着A、B两木块,木 块A与B的接触面是水平的,水平力F作用于木块A,使木块A、 B保持静止,且F≠0.则下列描述正确的是( ) A.B可能受到3个或4个力作用 B.斜面对木块B的摩擦力方向可能沿斜面向下 C.A对B的摩擦力可能为0 D.A、B整体可能受三个力作用
(1)明确研究对象 一个点、一个物体或一个系统等. (2)按顺序找力 一“重”、二“弹”、三“摩擦”、四 “其他”、最后分析已知力. (3)画好受力图 分析的同时画出对应力,防止多力和少力. (4) 注意题条件 光滑—不计摩擦;轻物—重力不计;运动 时空气阻力忽略等. (5)只分析按性质命名的力,不分析按效果命名的力. (6)只分析研究对象所受的力,不分析它对其他物体所施的力. (7)每分析一个力,都应找出其施力物体.

鲁科版高中物理必修一《共点力的平衡》力与平衡PPT课件

鲁科版高中物理必修一《共点力的平衡》力与平衡PPT课件
第十一页,共四十二页。
12
3.静态平衡与动态平衡 (1)静态平衡是处于静止状态的平衡,合力为零. (2)动态平衡是匀速直线运动状态的平衡,合力为零. 4.平衡状态与力的平衡
第十二页,共四十二页。
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【例 1】 物体受到共点力的作用,则下列说法中正确的是( ) A.速度在某一时刻等于零的物体一定处于平衡状态 B.相对于另一物体保持静止的物体一定处于平衡状态 C.物体所受合力为零就一定处于平衡状态 D.物体做匀加速运动时一定处于平衡状态 思路点拨:物体是否处于平衡状态,要根据平衡条件(即物体所受的 合力是否为零)进行判断.
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1.关于平衡状态,下列说法正确的是( ) A.做自由落体运动的物体,在最高点时处于平衡状态 B.木块放在斜面体的斜面上,随斜面体一起向右匀速运动,木块处 于平衡状态 C.木块放在斜面体的斜面上,随斜面体一起向右匀加速运动,木块 处于平衡状态 D.静止在匀加速运动的列车内的水平桌面上的杯子,处于平衡状态
第十三页,共四十二页。
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C [处于平衡状态的物体,在运动形式上处于静止或匀速直线运动状 态,从受力上来看,物体所受合力为零,C 正确;某一时刻速度为零的物 体,所受合力不一定为零,故不一定处于平衡状态,A 错误;物体相对于 另一物体静止时,该物体不一定静止,如当另一物体做变速运动时,该物 体也做变速运动,则该物体处于非平衡状态,故 B 错误;物体做匀加速 运动,所受合力不为零,故不处于平衡状态,D 错误.]
第四页,共四十二页。
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3.力的平衡 (1)力的平衡:作用在物体上的几个力的合力为 零 ,这种情况称为力 的平衡. (2)二力平衡条件:作用于物体上的两个共点力大小相等,方向相反, 作用在同一直线上. (3)三力平衡条件:三个共点力平衡时,任意两个力的 合力必定与 第三个力大小相等、方向相反,作用在同一直线上.

课件2:专题二 受力分析 共点力的平衡

课件2:专题二 受力分析 共点力的平衡
图 2-3-1
物理
A.小孩所受的重力与小孩所受的弹力大小相等 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 【答案】 CD
物理
2 如图 2-3-2 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( )
止于固定的斜面上,P 的上表面水平.现把物体 Q 轻轻
地叠放在 P 上,则( )
A.P 向下滑动
B.P 静止不动
C.P 所受的合外力增大 D.P 与斜面间的静摩擦力增大
图2-3-5
物理
【解析】 物体 P 处于静止状态,把物体 Q 轻轻地 叠放在 P 上时,P、Q 仍处于静止状态.根据共点力的平 衡条件解决问题.
物理
【解析】 以小球为研究对象受力分析可知,小球
静止,因此有
Fcos
30°=mgsin
30°,可得弹簧弹力
F=
3 3
mg,由胡克定律可知 F=kx,因此弹簧的伸长量 x=
33mk g,C 选项正确.
【答案】 C
物理
4.(2013·新课标全国卷Ⅱ)如图 2-3-4,在固定斜
面上的一物块受到一外力 F 的作用,F 平行于斜面向
【答案】 B
物理
3.如图 2-3-3 所示,质量为 m 的小球置于倾角为
30°的光滑斜面上,劲度系数为 k 的轻质弹簧一端系在小
球上,另一端固定在墙上的 P 点,小球静止时,弹簧与
竖直方向的夹角为 30°,则弹簧的伸长量为( )
A.mkg
B.
3mg 2k
3mg C. 3k

高考物理一轮总复习(共点力的平衡与受力分析)PPT课件

高考物理一轮总复习(共点力的平衡与受力分析)PPT课件

方法概述
1.三角形定则是简化了的平行四边形定则.(三角形为 平行四边形的一半)
2.应用这种方法分析受力时,关键要习惯于用几何长 度、几何方向替代力的大小和方向来进行思考、分析.
三、整体法与隔离法 例4 在粗糙的水平面上放着一个质量为M的三角形木 块,在它的斜面上放着一质量为m的物体,如图4-7甲所 示.已知斜面粗糙,m处于静止状态,求此时水平面对三角 形木块的静摩擦力.
基础自测
1.(湖北省沙市三中2010届高三摸底考试)如图4-1所
示,位于斜面上的物块的质量为M,在沿斜面向上的力F作
用下处于静止状态,则斜面作用于物块的静摩擦力( )
A.方向可能沿斜面向上
B.方向可能沿斜面向下
C.大小可能等于零
D.大小可能等于F
图4-1
【解析】除斜面可能作用于物块的静摩擦力f外,物块在
2.(2008年上海物理卷)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,两环间由一根质量 可忽略、不可伸长的细绳相连,并在某一位置平衡,如图4 -2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N和细绳上的拉力T的变化情况是( )
b.当物体在斜面上加速下滑时,斜块对地面的静摩擦 力与物体运动的水平分量方向相反;
c.当物体在斜面上减速下滑时,斜块对地面的静摩擦 力方向与物体运动的水平分量方向相同.
②本题还可以用整体法的反证法说明:若斜块对地有静 摩擦力,则说明它们有水平运动的趋势;若地面光滑,它们 将会整体向某一方向加速移动.那么,可以设计一种无动力 汽车,这显然不可能.
同理FC作用时,M对地面有水平向右的摩擦力. 故应选A、B. 【剖析】当有FA、FB、FC等力作用在m上时,m不再处 于平衡状态,故不能再用整体法分析m、M受到的外力,应 该用隔离法来进行受力分析.
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向下、也可能为 0,故选项 D 正确,C 错误。
答案:BD
3.如图所示,物体 A、B 保持静止,物体 B 的受力个数为 ( )
A.2
B.3
C.4
D.5
解析:若使物体 A 保持静止,物体 B 必对物体 A 施加一个垂 直接触面向上的弹力,由力的相互性可知,物体 A 必然对物体 B 施加垂直接触面向下的作用力。再对物体 B 受力分析,由于 物体 B 处于静止状态,则它必然受到重力、力 F、物体 A 对物 体 B 的弹力和摩擦力共四个力的作用,故 C 正确。 答案:C
住,细绳的另一端固定于 O 点。现用水
平力 F 缓慢推动斜面体,小球在斜面上
无摩擦地滑动,细绳始终处于伸直状态,当小球升到接近斜面顶
端时细绳接近水平。此过程中斜面对小球的支持力 N 以及细绳
对小球的拉力 T 的变化情况是
()
A.N 保持不变,T 不断增大
B.N 不断增大,T 不断减小
C.N 保持不变,T 先增大后减小
C.减小 B 的读数,增大 β 角
D.增大 B 的读数,增大 β 角
于斜面上,则
()
A.物体一定受 3 个力的作用
B.物体可能受 3 个力的作用
C.物体一定受到沿斜面向下的静摩擦力
D.物体可能受到沿斜面向下的静摩擦力
解析:物体一定受重力、推力 F 和斜面的支持力作用,还可
能受到静摩擦力作用,故选项 B 正确,A 错误;因 F 的大小
未定,故物体受到的静摩擦力可能沿斜面向上、可能沿斜面
(2)区分内力和外力:对几个物体组成的整体进行受力分析 时,这几个物体间的作用力为内力,不能在受力示意图中出现; 当把某一物体单独隔离分析时,原来内力变成了外力,要画在受 力示意图上。
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(3)物体 A 受重力 G、支持力 N、滑动摩擦力 f,施力物体分 别是地球、水平面、水平面,受力示意图如图丙所示。
(4)物体 A 受重力 G、拉力 F、弹力 N,施力物体分别是地 球、绳子、墙壁,受力示意图如图丁所示。
[答案] 见解析
[易错警示]
受力分析的两点注意
(1)在进行受力分析时,一定要注意,我们分析的是物体“受 到”的力,而不是物体对外施加的力。
[即时训练]
1.如图所示,壁虎在竖直玻璃面上斜向上匀速爬行,关于它在此
平面内的受力分析,下列图示中正确的是
()
解析:因为壁虎是匀速爬行的,故它受到的力是平衡的, 根据选项中对壁虎的受力分析可知,B、C、D 都不可能是 平衡的,只有 A 中的重力与摩擦力才是相平衡的,故选项 A 正确。
答案:A
2. [多选]如图所示,水平推力 F 使物体静止
相互 判断
利用力的作用的相互性,即施力物体同时也是受力物 体,从一个物体是否受到某个力的作用来判断另一个 物体是否受到相应的力的作用
3.受力分析的一般步骤 (1)明确研究对象,即首先确定我们要分析哪个物体的受力情 况,研究对象可以是单个物体(质点、结点),也可以是两个(或多 个)物体组成的整体。 (2)隔离分析:将研究对象从周围物体中隔离出来,分析周围 有哪些物体对它施加了力的作用。 (3)按重力、弹力、摩擦力、其他力的顺序,依据各力的方向, 画出各力的示意图。
[集训联通]
[典例1] 画出图中物体 A 的受力示意图,并写出力的名称 和施力物体。
[解析] (1)物体 A 受重力 G、推力 F、地面支持力 N、墙壁 对 A 向左的弹力 F′,施力物体分别是地球、推 A 的物体、地 面、墙壁,受力示意图如图甲所示。
(2)物体 A 受竖直向下的重力 G、垂直于斜面向上的支持力 N、沿斜面向下的滑动摩擦力 f,施力物体分别是地球、斜面、 斜面,受力示意图如图乙所示。
高频考点二 物体的动态平衡问题
[知识贯通]
1.动态平衡问题的特点
通过控制某一物理量,使其他物理量发生缓慢变化,而变化
过程中的任何一个状态都看成是平衡状态。
2.处理动态平衡问题常用的方法
对研究对象的任一状态进行受力分析,根据平行四边形 图解 定则或三角形定则画出不同状态下的力的矢量图,然后 法 根据有向线段的长度变化判断各个力的变化情况。题型
[答案] D
[即时训练]
4.如图所示,用 A、B 两个测力计拉橡皮条的 D 端(O 端固定),当 D 端到达 E 处时 α+β =90°,然后保持 A 的读数不变,当 α 角由 图中所示的值逐渐变小时,要使 D 端仍在
E 处,可采用的办法是
()
A.增大 B 的读数,减小 β 角
B.减小 B 的读数,减小 β 角
第4章 力与平衡
习题课3 受力分析和共点力的平衡
高频考点一 物体的受力分析
1.受力分析
[知识贯通]
把研究对象(指定物体)在指定的物理环境中受到的外力都分
析出来,并画出物体所受力的示意图,这个过程就是受力分析。
2.受力分析的依据
条件 根据力的产生条件是否满足来判断物体是否受到某个 判断 力的作用
效果 根据力的作用效果是否得以体现来判断物体是否受到 判断 某个力的作用
D.N 不断增大,T 先减小后增大
[思路点拨] 在小球所受的重力、斜面的支持力、细绳的拉 力三个力中,重力的大小和方向都不变,斜面的支持力方向不变,
而细绳的拉力大小和方向都变化。
[解析] 如图所示,对小球进行受 力分析,重力 mg、支持力 N、拉力 T 组成一个闭合的矢量三角形,由于重 力 mg 不变、支持力 N 方向不变,斜 面向左移动的过程中,拉力 T 与水平 方向的夹角 β 减小,当 T⊥N 时,细绳 的拉力 T 最小,由图可知,随 β 的减小,斜面的支持力 N 不断 增大,T 先减小后增大,故选项 D 正确,A、B、C 错误。
特点是:①合力大小和方向不变,②一个分力的方向不变
解析 适用于求解直角三角形或正交分解类问题,列出三角函 法 数表达式,然后利用表达式分析力的变化情况的方法
相似 适用于求解的是一般形状三角形问题,做法是在受力分 三角 析的基础上作出力的平行四边形,由力三角形与几何三 形法 角形相似,求解问题
[集训联通] [典例2] 如图所示,小球用细绳系
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