第二章 专题强化三 受力分析 共点力平衡-2022新高考物理【步步高】大一轮复习讲义（粤教版 广东）配套word

专题强化三　受力分析　共点力平衡 目标要求　1.熟练掌握受力分析，会判断弹力、摩擦力的有无及方向.2.理解共点力平衡的条件，会解共点力平衡问题. 题型一　受力分析 1.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求系统整体的加速度 研究系统内物体之间的相互作用力 2.受力分析的一般步骤 3.受力分析的两个技巧 (1)除了根据力的性质和特点进行判断，假设法是判断弹力、摩擦力有无及方向的常用方法. (2)善于转换研究对象，尤其是弹力、摩擦力的方向不易判定的情形，可以分析与其接触物体的受力，再应用牛顿第三定律判定. 例1　(多选)如图1所示，两个相似的斜面体A、B在竖直向上的力F的作用下静止靠在竖直粗糙墙壁上.关于斜面体A和B的受力情况，下列说法正确的是(　　) 图1 A.A一定受到四个力 B.B可能受到四个力 C.B与墙壁之间一定有弹力和摩擦力 D.A与B之间一定有摩擦力 答案　AD 解析　对A、B整体受力分析，如图甲所示，受到向下的重力和向上的推力F，由平衡条件可知B与墙壁之间不可能有弹力，因此也不可能有摩擦力，故C错误；对B受力分析如图乙所示，其受到重力、A对B的弹力及摩擦力而处于平衡状态，故B受到三个力，B错误；对A受力分析，如图丙所示，受到重力、推力、B对A的弹力和摩擦力，共四个力，A、D正确. 1.(受力个数分析)L形木板P(上表面光滑)放在固定斜面上，轻质弹簧一端固定在木板上，另一端与置于木板上表面的滑块Q相连，如图2所示.若P、Q一起沿斜面匀速下滑，不计空气阻力，则木板P的受力个数为(　　) 图2 A.3 B.4 C.5 D.6 答案　C 解析　将P、Q及弹簧视为整体受力分析，因二者一起匀速下滑，故P一定受到斜面的摩擦力作用，方向沿斜面向上；隔离Q受力分析，Q一定受到弹簧的弹力作用，方向沿斜面向上；隔离P受力分析，它受到重力、斜面的弹力、滑块Q的压力、弹簧的弹力以及斜面的摩擦力共5个力的作用，故C正确. 2.(整体法与隔离法的运用)(2021·宁夏银川市育才中学月考)如图3所示，质量为M的斜面静置在水平地面上，斜面上有一质量为m的小物块，水平力F作用在小物块上时，两者均保持静止，斜面受到水平地面的静摩擦力为f1，小物块受到斜面的静摩擦力为f2.现使F逐渐增大，两者仍处于静止状态，则(　　) 图3 A．f1、f2都增大 B．f1、f2都不一定增大 C．f1不一定增大，f2一定增大 D．f1一定增大，f2不一定增大 答案　D 解析　以m、M整体为研究对象，系统静止，则f1＝F，F增大，则f1增大；以物块m为研究对象，受到重力mg、支持力FN、推力F，刚开始可能有静摩擦力；①当mgsin θ>Fcos θ时，f2沿斜面向上，F增大时，f2先变小后增大；②当mgsin θ＝Fcos θ时，F增大，f2变大；③当mgsin θ<Fcos θ时，f2沿斜面向下，F增大，f2变大，故D正确． 题型二　共点力的平衡条件及应用 基础回扣 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. 2.处理共点力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. 技巧点拨 求解共点力平衡问题的常用方法： 1.合成法：一个力与其余所有力的合力等大反向，常用于非共线三力平衡. 2.正交分解法：Fx合＝0，Fy合＝0，常用于多力平衡. 3.矢量三角形法，把表示三个力的有向线段构成一个闭合的三角形，常用于非特殊角的一般三角形. 三力平衡问题 例2　如图4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(重力加速度为g)(　　) 图4 A.F＝ B.F＝mgtan θ C.FN＝ D.FN＝mgtan θ 答案　A 解析　合成法：对滑块受力分析如图甲所示，由平衡条件知：＝tan θ，即F＝，FN＝. 效果分解法：将重力按产生的效果分解，如图乙所示，F＝G2＝，FN＝G1＝. 正交分解法：将滑块受的力沿水平、竖直方向分解，如图丙所示，mg＝FNsin θ，F＝FNcos θ，联立解得：F＝，FN＝. 矢量三角形法：如图丁所示，将滑块受的力平移，使三个力组成封闭三角形