第二章 章末学科培优讲座(二) 受力分析 共点力的平衡(Word教参)-【状元桥】2022高考物理一轮总复习（新高考版）

题型一　受力分析 1．定义：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． 2．顺序 先分析场力(重力、电场力、磁场力)和已知力，再分析接触力(弹力、摩擦力)，最后分析其他力． 3．受力分析的四点提醒 (1)不要把研究对象所受的力与研究对象对其他物体的作用力混淆． (2)对于分析出的物体受到的每一个力，都必须明确其来源，即每一个力都应找出其施力物体，不能无中生有． (3)合力和分力不能重复考虑． (4)区分性质力与效果力：研究对象的受力图，通常只画出按性质命名的力，不要把按效果命名的分力或合力分析进去，受力图完成后再进行力的合成或分解． 4．整体法与隔离法的选取 1.[单个物体的受力分析] 如图所示，与竖直方向成45°角的天花板上有一物块，该物块在竖直向上的恒力F作用下恰好能沿天花板匀速上升，则下列说法正确的是(　　) 　　　　　　　　　　　　　　　　　 A．物块一定受两个力的作用 B．物块一定受三个力的作用 C．物块可能受三个力的作用 D．物块可能受四个力的作用 答案　D 解析　物块沿天花板匀速上升，受力平衡，对物块受力分析可知，若天花板对物块没有向下的压力，则物块只受到重力和向上的恒力；若天花板对物块有垂直天花板向下的压力，则物块必定受沿天花板向下的摩擦力，则物块受到重力、向上的恒力、垂直天花板向下的压力和沿天花板向下的摩擦力，所以物块可能受到两个力，也可能受到四个力，选项A、B、C错误，D正确． 2．[多个物体的受力分析] 如图所示，在竖直向上的恒力F作用下，a，b两物体一起沿竖直墙面匀速向上运动，则关于它们受力情况的说法中，正确的是(　　) A．a一定受到4个力 B．b可能受到4个力 C．a与墙壁之间一定有弹力和摩擦力 D．a与b之间没有摩擦力 答案　A 解析　对物体a、b整体受力分析，受重力、恒力F，由于水平方向墙壁对a没有支持力，否则整体不会平衡，墙壁对a没有支持力，也就没有摩擦力，所以物体a受重力、恒力F、物体b对其的压力和静摩擦力，共受4个力，选项A正确，C错误；对物体b受力分析，b受重力、斜面的支持力和摩擦力的作用而处于平衡，故b受3个力，选项B错误，D错误． 3．[整体法与隔离法的灵活选用] 如图所示，甲、乙两个小球的质量均为m，两球间用细线2连接，甲球用细线1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 B C D 答案　A 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F1，两水平力相互平衡，故细线1的拉力F1一定与重力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，乙球受到竖直向下的重力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，选项A正确． 题型二　共点力作用下物体的平衡 1．平衡状态 物体处于静止状态或匀速直线运动状态． 2．平衡条件 F合＝0或者 3．平衡条件推论 (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． 4．处理平衡问题常用的四种方法对比 使用条件 注意事项 优点 合成法 物体受三个力作用而平衡 (1)表示三个力大小的线段长度不可随意画 (2)两力的合力与第三个力等大反向 对于物体所受的三个力，由两个力相互垂直或两个力大小相等的平衡问题求解较简单 分解法 物体受三个力作用而平衡 合力为物体所受的力，而两个分力分别与物体受到的另两个力等大反向 正交分解法 物体受三个或三个以上的力作用而平衡 选坐标轴时，应使尽量多的力与坐标轴重合 对于物体受三个以上的力处于平衡状态的问题求解较方便 力的三角形法 物体受三个力作用而平衡 将三个力的矢量图平移，构成一个依次首尾相连接的矢量三角形 常用于求解一般矢量三角形中未知力的大小和方向 1.[二力平衡] 如图所示，一名骑独轮车的杂技演员在空中钢索上表演．已知独轮车和演员的总质量为60 kg，两侧钢索的夹角为150°，钢索所能承受的最大拉力为2 000 N，g取10 m/s2.当独轮车和演员在图示位置静止不动时，钢索