内容正文:
专题一 受力分析 共点力的平衡
考点研析·互动提升
———————— 精研核心考点 典例深度剖析—————————
|考点1| 受力分析(3年3考)
1. 受力分析
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,并画出受力分析示意图的过程.
2. 受力分析的四种方法
(1)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,然后根据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.
(2)整体法:将加速度相同的几个相互关联的物体作为一个整体进行受力分析的方法.
(3)隔离法:将所研究的对象从周围的物体中分离出来,单独进行受力分析的方法.
(4)动力学分析法:对加速运动的物体进行受力分析时,应用牛顿运动定律进行分析求解的方法.
3. 受力分析的四个步骤
考向1 受力分析
(多选)如图所示,地面上固定一个斜面,斜面上叠放着A、B两个物块并均处于静止状态.现对物块A施加一斜向上的作用力F,A、B两个物块始终处于静止状态.则木块B的受力个数可能是(BC)
A. 3个 B. 4个 C. 5个 D. 6个
审题眼: “斜面上叠放着A、B两个物块并均处于静止状态”——A、B受力平衡.
找关联: 对A、B应用整体法或分别隔离分析.
解析 对A受力分析可得,A受竖直向下的重力、斜向左上方的拉力F、竖直向上的支持力及水平向右的摩擦力.对B受力分析可得,B受重力、A对B的压力、斜面的支持力、A对B向左的摩擦力,且斜面若对B没有摩擦力则B受到4个力,若斜面对B有摩擦力则B受5个力,选项A、D错误,B、C正确.
考向2 整体法与隔离法的应用
如图所示,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(A)
审题眼: “现分别用大小相等的力F水平向左、向右拉两球”——水平方向受力平衡,细线1不偏离竖直方向.
找关联: 注意将小球整体、隔离分析得出选项.
解析 用整体法分析,把两个小球看作一个整体,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.
1-1 (2019·重庆一中高三模拟)如图所示,在粗糙的水平地面上放着一左侧截面是半圆的柱状物体B,在B与竖直墙之间放置一光滑小球A,整个装置处于静止状态.现用水平力F拉动B缓慢向右移动一小段距离后,它们仍处于静止状态,在此过程中,下列判断正确的是(A)
A. 小球A对物体B的压力逐渐增大
B. 小球A对物体B的压力逐渐减小
C. 墙面对小球A的支持力逐渐减小
D. 墙面对小球A的支持力先增大后减小
解析 对A球受力分析并建立直角坐标系如图,由平衡条件得,竖直方向:N2cos θ=mg,水平方向:N1=N2sin θ,联立解得N2=,N1=mgtan θ;B缓慢向右移动一小段距离,A缓慢下落,则θ增大,所以N2增大,N1增大,由牛顿第三定律知小球A对物体B的压力逐渐增大,A正确,B、C、D错误.
1-2 (2019·陕西二模·多选)如图所示,斜面体置于粗糙水平地面上,斜面体上方水平固定一根光滑直杆,直杆上套有一个滑块.滑块连接一根细线,细线的另一端连接一个置于斜面上的光滑小球.最初斜面与小球都保持静止,现对滑块施加水平向右的外力使其缓慢向右滑动至A点,如果整个过程斜面保持静止,小球未滑离斜面,滑块滑动到A点时细线恰好平行于斜面,则下列说法正确的是(BC)
A. 斜面对小球的支持力逐渐减小
B. 细线对小球的拉力逐渐减小
C. 滑块受到水平向右的外力逐渐增大
D. 水平地面对斜面体的支持力逐渐减小
解析 由题可知,小球、滑块、斜面体在整个过程中均时刻处于平衡状态.设细线对小球的拉力为T,斜面对小球的支持力为FN,对小球受力分析可知,沿斜面方向:Tcos α=mgsin θ,在垂直斜面方向:FN+Tsin α=mgcos θ,现对滑块施加水平向右的外力使其缓慢向右滑动至A点,α变小,则细线对小球的拉力T变小,斜面对小球的支持力FN变大,故B正确,A错误;对滑块受力分析可知,在水平方向有:F=Tcos (α+θ)==mgsin θ·(cos θ-tan αsin θ),由于α变小,则滑块受到水平向右的外力逐渐增大,故C正确;设水平地面对斜面体的支持力为FN′,以斜面和小球为对象进行受力分析可知,在竖直方向有:mg+Mg=FN′+Tsin (θ+α),由