第二章 专题强化二 受力分析 共点力的平衡（课件）-2021高考物理【步步高】大一轮复习讲义（人教版）

专题强化二　受力分析　 共点力的平衡 大一轮复习讲义 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， 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. 专题解读 物体的受力分析 1.力学中的五种力 基础考点　自主悟透 题型一 种类 大小 方向 重力 G＝mg(不同高度、纬度、星球，g不同) 竖直向下 弹簧弹力 F＝kx(x为形变量) 沿弹簧轴线 静摩擦力 0＜Ff静≤Ffmax 与相对运动趋势方向相反 滑动摩擦力 Ff滑＝μFN 与相对运动方向相反 万有引力 沿质点间的连线 2.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 3.整体法与隔离法   整体法 隔离法 概念 将加速度相同的几个物体作为一个整体来分析的方法 将研究对象与周围物体分隔开来分析的方法 选用原则 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 研究系统内物体之间的相互作用力 例1　(2020·云南保山市统一检测)如图1所示，A、B、C三个物体处于平衡状态，则关于A、B、C三个物体的受力个数，下列说法正确的是 A.A物体受到4个力的作用 B.B物体受到3个力的作用 C.C物体受到3个力的作用 D.C物体受到4个力的作用 √ 图1 解析　物体C受重力、B的支持力和摩擦力3个力的作用，选项C正确，D错误； 物体B受重力、A的支持力、C的压力和摩擦力4个力的作用，选项B错误； 把B、C看成一个整体，物体A受重力、地面的支持力以及B、C整体的压力3个力的作用，选项A错误. 变式1　如图2所示，两个质量均为m的小球通过两根轻弹簧A、B连接，在水平外力F作用下，系统处于静止状态，弹簧实际长度相等.弹簧A、B的劲度系数分别为kA、kB，且原长相等.弹簧A、B与竖直方向的夹角分别为θ与45°.设A、B中的拉力分别为FA、FB.小球直径相比弹簧长度可以忽略，重力加速度为g.则 图2 √ 解析　对下面的小球进行受力分析，如图甲所示： 对两个小球整体受力分析，如图乙所示： 变式2　如图3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3 √ 解析　设两个球的质量均为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细线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. 以b球为研究对象，分析受力情况，如图乙所示， 1.共点力的平衡 (1)平衡状态：物体静止或做匀速直线运动. (2)平衡条件：F合＝0或Fx＝0，Fy＝0. (3)常用推论 ①若物体受n个作用力而处于平衡状态，则其中任意一个力与其余(n－1)个力的合力大小相等、方向相反. ②若三个共点力的合力为零，则表示这三个力的有向线段首尾相接组成一个封闭三角形. 高考热点　讲透练熟 静态平衡问题 题型二 2.处理平衡问题的基本思路 确定平衡状态(加速度为零)→巧选研究对象(整体法或隔离法)→受力分析→建立平衡方程→求解或作讨论. 3.常用的方法 (1)在判断弹力或摩擦力是否存在以及确定它们的方向时常用假设法. (2)求解平衡问题时常用二力平衡法、矢量三角形法、正交分解法、图解法等. 例2　(2019·全国卷Ⅲ·16)用卡车运输质量为m的匀质圆筒状工件，为使工件保持固定，将其置于两光滑斜面之间，如图4所示.两斜面Ⅰ、Ⅱ固定在车上，倾角分别为30°和60°.重力加速度为g.当卡车沿平直公路匀速行驶时，圆筒对斜面Ⅰ、Ⅱ压力的大小分别为F1、F2，则 √ 图4 解析　分析可知工件受力平衡，对工件受到的重力按照压紧斜面Ⅰ和Ⅱ的效果进行分解如图所示， 变式3　(2019·江苏卷·2)如图5所示，一只气球在风中处于静止状态，风对气球的作用力水平向右.细绳与竖直方向的夹角为α，绳的拉力为T，则风对气球作用力的大小为 图5 C.Tsin α D.Tcos α √ 解析　以气球为研究对象，受力分析如图所示，则由力的平衡条件可知，气球在水平方向的合力为零，即风对气球作用力的大小为F＝Tsin α，C正确，A、B、D错误. 变式4　(2019·陕西宝鸡市高考模拟检测(二))如图6所示，一条细绳跨过定滑轮连接物体A、B，A悬挂起来，B穿在一根竖直杆上，两物体均保持静