必修1 2.3 共点力的平衡条件和应用-2022新高考物理【步步高】大一轮复习讲义题库（津鲁琼辽鄂）word

第3讲　共点力的平衡条件和应用 知识排查 知识点一　受力分析 1.受力分析：把研究对象(指定物体)在特定的物理环境中受到的所有力都找出来，并画出受力示意图的过程。 2.受力分析的一般顺序 (1)首先分析场力(重力、电场力、磁场力)。 (2)其次分析接触力(弹力、摩擦力)。 (3)最后分析其他力。 知识点二　共点力的平衡条件 1.平衡状态 物体处于静止或匀速直线运动的状态，即a＝0。 2.平衡条件 F合＝0或 如图1甲所示，小球静止不动，如图乙所示，物块匀速运动。 图1 则：小球F合＝0　FNsin θ＝F推，FNcos θ＝mg。 物块Fx＝F1－Ff＝0，Fy＝F2＋FN－mg＝0。 知识点三　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。 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。 小题速练 1.思考判断 (1)对物体进行受力分析时，不用区分外力和内力，两者都要同时分析。(　　) (2)物体处于平衡状态时，其所受的作用力必定为共点力。(　　) (3)加速度等于零的物体一定处于平衡状态。(　　) (4)速度等于零的物体一定处于平衡状态。(　　) (5)物体在缓慢运动时所处的状态不能认为是平衡状态。(　　) 答案　(1)×　(2)×　(3)√　(4)×　(5)× 2.“阶下儿童仰面时，清明妆点正堪宜。游丝一断浑无力，莫向东风怨别离。”这是《红楼梦》中咏风筝的诗，风筝在风力F、线的拉力FT以及重力G的作用下，能够高高地飞在蓝天上。关于风筝在空中平衡时的受力可能正确的是(　　) 解析　在B、C、D三个图中，合力不可能为零，不能处于平衡状态，只有A图，在三个力的作用下能处于平衡状态，故A正确。 答案　A 3.天然平衡岩带给我们的那种仿佛时间停止的静态之美成为很多艺术家的灵感源泉，他们不断尝试着复制这种不可思议的平衡之美。达莱尔·雷特便是这样一位艺术家，在其最为著名的作品中，雷特将一块大石头放在石化木顶端一块微小的基岩上。这块大石头并非呈现出直立姿态，而是倾斜着身子。则关于大石头的受力下述正确的是(　　) 图2 A.大石头一定受到三个力的作用 B.基岩对大石头的支持力方向一定竖直向上 C.基岩对大石头的支持力等于石头重力 D.基岩对大石头的作用力方向一定竖直向上 解析　由于大石头和支持它的石化木之间的接触面情形未知，可能水平也可能有倾斜，但大石头处于平衡状态，基岩对大石头的作用力方向一定竖直向上，故D正确。 答案　D 　受力分析 1.受力分析的一般步骤 2.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。 (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。 1.(2020·天津渤海模拟)如图3所示，一箱苹果沿着倾角为θ的斜面，以速度v匀速下滑。在箱子的中央有一个质量为m的苹果，它受到周围苹果对它作用力的合力的方向 (　　) 图3 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 A.沿斜面向上 B.沿斜面向下 C.竖直向上 D.垂直斜面向上 解析　一箱苹果整体向下匀速运动，其中央的一个苹果也一定是做匀速运动，受到的合力为零。由于中央的那一个苹果只受重力与它周围苹果对它的作用力，故重力与它周围苹果对它作用力的合力为一对平衡力，大小相等、方向相反，受力如图，选项C正确。 答案　C 2.如图4所示，质量为m的正方体和质量为M的正方体放在两竖直墙和水平面间，处于静止状态。m和M的接触面与竖直方向的夹角为α，重力加速度为g，若不计一切摩擦，下列说法正确的是(　　) 图4 A.水平面对正方体M的弹力大于(M＋m)g B.水平面对正方体M的弹力大小为(M＋m)gcos α C.墙面对正方体m的弹力大小为mgtan α D.墙面对正方体M的弹力大小为 解析　对M和m构成的整体进行受力分析，如图甲所示，整体受重力(M＋m)g、水平面的支持力N、两墙面的支持力Nm和NM，由于两正方体受力平衡，根据共点力平衡条件，水平面对正方体M的弹力大小为N＝(M＋m)g，故A、B错误； 对m进行受力分析，受重力mg、墙面的支持力Nm、M的支持力N′，如图乙所示，根据共点力平衡条件有，竖直方向mg＝N′sin α；水平方向Nm＝N′cos α，解得Nm＝，故C错误，D正确。 ；由整体法可知NM＝Nm