“得必过”02 共点力的平衡条件和应用-2020年浙江选考 “得必过”物理水平提升核心讲义

“得必过”02 共点力的平衡条件和应用 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. 命题点一　受力分析　整体法与隔离法的应用 1.受力分析的基本思路 2.受力分析的常用方法 (1)整体法；(2)隔离法；(3)假设法. 例1　如图1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1 拓展延伸　在例1中，如果作用在乙球上的力大小为F，作用在甲球上的力大小为2F，则此装置平衡时的位置可能是(　　) 【规律总结】受力分析的三个常用判据 1.条件判据：不同性质的力产生条件不同，进行受力分析时最基本的判据是根据其产生条件. 2.效果判据：有时候是否满足某力产生的条件是很难判定的，可先根据物体的运动状态进行分析，再运用平衡条件或牛顿运动定律判定未知力. (1)物体平衡时必须保持合外力为零. (2)物体做变速运动时必须保持合力方向沿加速度方向，合力大小满足F＝ma. (3)物体做匀速圆周运动时必须保持合外力大小恒定，满足F＝m，方向始终指向圆心. 3.特征判据：从力的作用是相互的这个基本特征出发，通过判定其反作用力是否存在来判定该力是否存在. 随堂突破练 1.(多选)如图2所示，两个相似的斜面体A、B在竖直向上的力F的作用下静止靠在竖直粗糙墙壁上，关于斜面体A和B的受力情况，下列说法正确的是(　　) 图2 A.A一定受到四个力 B.B可能受到四个力 C.B与墙壁之间一定有弹力和摩擦力 D.A与B之间一定有摩擦力 2.(多选)如图3所示，物体m通过定滑轮牵引另一水平面上的物体沿斜面匀速下滑，此过程中斜面仍静止，斜面质量为M，则水平地面对斜面体(　　) 图3 A.无摩擦力 B.有水平向右的摩擦力 C.支持力为(M＋m)g D.支持力小于(M＋m)g 命题点二　动态平衡问题 1.共点力的平衡 (1)平衡状态：物体处于静止或匀速直线运动状态，称为平衡状态. (2)平衡条件：物体所受合力为零，即F合＝0.若采用正交分解法求平衡问题，则平衡条件是Fx合＝0，Fy合＝0. (3)常用推论： ①二力平衡：二力等大反向. ②三力平衡：任意两个力的合力与第三个力等大反向. ③多力平衡：其中任意一个力与其余几个力的合力等大反向. 2.动态平衡：物体所受的力一部分是变力，是动态力，力的大小和方向均要发生变化，但变化过程中的每一个状态均可视为平衡状态，所以叫动态平衡. 3.分析动态平衡问题的方法 方法 步骤 解析法 (1)列平衡方程求出未知量与已知量的关系表达式； (2)根据已知量的变化情况来确定未知量的变化情况 图解法 (1)根据已知量的变化情况，画出平行四边形边、角的变化； (2)确定未知量大小、方向的变化 相似三角形法 (1)根据已知条件画出两个不同情况对应的力的三角形和空间几何三角形，确定对应边，利用三角形相似知识列出比例式； (2)确定未知量大小的变化情况 例2　(多选)如图4所示，质量分布均匀的光滑小球O，放在倾角均为θ的斜面体上，斜面体位于同一水平面上，且小球处于平衡，则下列说法中正确的是(　　) 图4 A.甲图中斜面对球O弹力最大 B.丙图中斜面对球O弹力最小 C.乙图中挡板MN对球O弹力最小 D.丙图中挡板MN对球O弹力最小 例3　(多选)如图5所示，在固定好的水平和竖直的框架上，A、B两点连接着一根绕过光滑的轻小滑轮的不可伸长的细绳，重物悬挂于滑轮下，处于静止状态.若按照以下的方式缓慢移动细绳的端点，则下列判断正确的是(　　) 图5 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 【规律总结】处理动态平衡问题的一般思路 1.平行四边形定则是基本方法，但也要根据实际情况采用不同的方法，若出现直角三角形，常用三角函数表示合力与分力的关系. 2.图解法的适用情况：图解法分析物体动态平衡问题时，一般物体只受三个力作用，且其中一个力大小、方向均不变，另一个力的方向不变，第三个力大小、方向均变化. 3.用力的矢量三角形分析力的最小值问题的规律： (1)若已知F合的方向、大小及一个分力F1的方向，则另一分力F2的最小值的条件为F1⊥F2； (2)若已知F合的方向及一个分力F1的大小、方向，则另一分力F2的最小