第2章 第3讲　受力分析和共点力平衡-2022新高考物理一轮复习【名师导航】配套Word教参(人教版)

第3讲　受力分析和共点力平衡 一、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，并画出受力示意图，这个过程就是受力分析。 思考辨析 1．受力分析时，只能画该物体受到的力，其他物体受到的力不能画在该物体上。 (√) 2．物体沿光滑斜面下滑时，除了受到重力和斜面的支持力，还会受到下滑力的作用吗？ 提示：不会。下滑是重力的一个分力的作用效果。受力分析时，性质力和效果力不可重复分析，分力与合力不可重复分析。 3．对物体进行受力分析时，外力与内力都要同时分析吗？ 提示：内力与外力不能同时分析。对整体进行受力分析时，组成整体的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，原来的内力就变成外力，要在受力示意图中画出。 二、共点力平衡 1．平衡状态 (1)静止：物体的速度和加速度都等于0的状态。 (2)匀速直线运动：物体的加速度为0、速度不为0的状态。 2．平衡条件 (1)物体所受合外力为0，即F合＝0。 (2)若采用正交分解法，平衡条件表达式为Fx＝0，Fy＝0。 思考辨析 1．物体的速度为0即处于平衡状态。 (×) 2．物体处于平衡状态时，其加速度一定为0。 (√) 3．物体处于平衡状态时，其所受的作用力必定为共点力。 (×) 考点1　受力分析(基础考点) 1．如图所示，两梯形木块A、B叠放在水平地面上，A、B之间的接触面倾斜。A的左侧靠在光滑的竖直墙面上，关于两木块的受力，下列说法正确的是(　　) A. A、B之间一定存在摩擦力作用 B. 木块A可能受三个力作用 C. 木块A一定受四个力作用 D. 木块B一定受到地面向右的摩擦力 B　解析：如果A受到重力、墙面对它的弹力和B对它的支持力，这三个力恰好平衡，则A、B之间没有摩擦力，故A、C错误，B正确；以A、B整体为研究对象，同理可得D错误。 2．如图所示，a、b两个质量相同的球用细线连接，a球用细线挂在天花板上，b球放在光滑斜面上，系统保持静止，以下图示正确的是(　　) 　　　 A　　　　B　　　　　C　　　　D B　解析：对b球进行受力分析，受重力、垂直斜面向上的支持力和细线的拉力，由于三力平衡时三个力中任意两个力的合力与第三个力等值、反向、共线，故细线的拉力斜向右上方，故A图错误；再对a、b两个球整体进行受力分析，受重力、垂直斜面向上的支持力和上面细线的拉力，再次根据共点力平衡条件判断，上面细线的拉力方向应斜向右上方，故C、D图错误，B图正确。 3．(2020·浙江高考)矢量发动机是喷口可向不同方向偏转以产生不同方向推力的一种发动机。当歼­20隐形战斗机以速度v斜向上飞行时，其矢量发动机的喷口如图所示。已知飞机受到重力G、发动机推力F1、与速度方向垂直的升力F2和与速度方向相反的空气阻力Ff。下列受力分析示意图可能正确的是(　　) A　解析：由题意可知飞机所受重力G竖直向下，空气阻力Ff 与速度方向相反，升力F2与速度方向垂直，发动机推力F1的方向沿喷口的反方向，对比图中选项可知只有A选项符合题意。 1．受力分析的基本方法 整体法 隔离法 选用 原则 研究系统外的物体对系统整体的作用力或者系统整体的加速度 研究系统内部各物体之间的相互作用力 注意 问题 受力分析时不考虑系统内各物体之间的相互作用力 一般情况下先隔离受力较少的物体 2.受力分析的四个步骤 考点2　共点力平衡问题(能力考点) 考向1　共点力作用下物体平衡的分析方法　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 如图所示，光滑半球形容器固定在水平面上，O为球心。一质量为m的小滑块，在水平力F的作用下静止于P点。设滑块所受支持力为FN，OP与水平方向的夹角为θ。下列关系正确的是(　　) A. F＝ B. F＝mg tan θ C. FN＝ D. FN＝mg tan θ 【自主解答】 A　解析：方法一：合成法 小滑块的受力如图甲所示，由平衡条件知 。，FN＝＝sin θ，解得F＝＝tan θ， 　　 甲　　　　　　乙 方法二：按力的作用效果分解法 将小滑块的重力按产生的作用效果分解，如图乙所示，则F＝G2＝。，FN＝G1＝ 方法三：正交分解法 将小滑块受到的力沿水平、竖直方向分解，如图丙所示，则mg＝FNsin θ，F＝FNcos θ，联立解得 F＝。，FN＝ 　 丙　　　　　丁 方法四：力的三角形法 如图丁所示，小滑块受到的三个力组成封闭三角形，解直角三角形得F＝，故A正确。，FN＝ 【技法总结】 解决共点力平衡问题的方法与技巧 (1)解决共点力平衡问题的四种常用方法 合成法 物体受三个共点力的作用而平衡，则任意两个力的合力一定与第三个力大小相等、方向相反 力的作用 效果分解法 物体受三个共点力的作用而平衡，将某一