第二章 第4节 受力分析、共点力的平衡-【导与练】2022高考物理一轮总复习教师用书word（人教版）山东专用

第4节　受力分析　共点力的平衡 高考视角 1.受力分析是学习物理的基本功,也是基本能力要求,要掌握受力分析的一般步骤与方法,是高考的必考内容,几乎渗透在整套试题的各个方面。 2.通过本节学习,掌握共点力的平衡条件及推论。 3.通过本节学习,掌握整体法与隔离法,学会用图解法分析动态平衡问题和极值问题。 1.物体的受力分析 (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,并画出受力分析示意图的过程。 (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。 ④画出受力分析示意图(选填“示意图”或“图示”)。 2.共点力的平衡 物体受到几个力作用时,如果保持静止或匀速直线运动状态,我们就说这个物体处于平衡状态。桌上的书、屋顶的灯、随传送带匀速运送的物体、沿直线公路匀速前进的汽车,都处于平衡状态。 想一想,受共点力作用的物体,在什么条件下才能保持平衡呢? 作用在同一物体上的两个力,如果大小相等、方向相反,并且在同一条直线上,这两个力平衡。二力平衡时物体所受的合力为0。 如果物体受到多个共点力作用,我们可以逐步通过力的合成,最终等效为两个力的作用。如果这两个力的合力为0,则意味着所有力的合力等于0,物体将处于平衡状态。因此,在共点力作用下物体平衡的条件是合力为0,我们把它称为共点力平衡的条件。 世界最长跨海大桥——港珠澳大桥建成后,内地游客通过澳门关口,再驱车沿数百米长的引桥,抵达澳门主岛。高大的桥都要造很长的引桥,这是为了什么? 答案:重力产生两个作用效果,使物体沿斜面下滑,使物体紧压斜面,设斜面倾角为θ,将重力按照作用效果分解,如图所示。 由几何关系可得平行斜面分量为G1=mgsin θ,由于引桥越长,坡角θ越小,G1越小,汽车易于爬升。垂直斜面分量为G2=mgcos θ,压力等于重力垂直斜面分量FN=mgcos θ,θ越小,压力越大,汽车行驶越平稳安全。 1.西电东送保障了香港25%、澳门80%的电力供应,“我想了解′西电′是如何′东送′的,也想通过这次活动去发现祖国的′美′,去见证祖国的′强′。”2019年11月26日,在南方电网超高压输电公司昆明局启动的2019年“重走西电东送路”暨“走进西电东送寻美”活动上,学生代表道出了许多青年人的愿望。 如图(甲)所示,丘陵地带输电线路的电线杆常常要拖着电线翻山越岭,可将实际的线路简化为图(乙),图中A、C为一根输电线的两端,B为输电线的最低点,设输电线为粗细均匀的匀质导线,由于导线自身的重力的作用可能使导线在某点断开,则以下说法正确的是(　C　) A.最易断裂点在A点 B.最易断裂点在B点 C.最易断裂点在C点 D.最易断裂点不在A、B、C点 解析:以A、C间电线为研究对象,作出受力分析图如图所示。由题可知α>β,可见FC>FA,即C点对电线的拉力大于A点对电线的拉力,则C点比A点更容易被拉断,故选C。 2.(多选)如图所示,用与竖直方向成θ角(θ<45°)的轻绳a和与水平方向成2θ角的轻绳b拉一个小球,这时绳b的拉力为FT1;现保持小球位置不动,使绳b在竖直平面内顺时针转过θ角,绳b的拉力变为FT2;再转过θ角,绳b的拉力变为FT3。则(　AC　) 　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　 A.FT1=FT3>FT2 B.FT1=FT3<FT2 C.绳a的拉力增大 D.绳a的拉力减小 解析:以小球为研究对象受力分析,受重力、a、b两绳的拉力,受力分析图如图所示。根据平衡条件可知,a、b两绳的拉力的合力与重力等大反向,作出b绳在三个不同位置时,两个拉力的变化,如图所示,可知FT1=FT3>FT2。绳b在竖直平面内顺时针转动,绳a的拉力增大。 3.如图所示为杂技“顶竿”表演,一人站在地上,肩上扛一质量为M的竖直竿,竿上有一质量为m的人可以看成质点,当此人沿着竖直竿以加速度a加速下滑时,竿对地面上的人的压力大小为(　B　) A.(M+m)g+ma B.(M+m)g-ma C.(M+m)g D.(M-m)g 解析:对竿上的人受力分析,根据牛顿第二定律得mg-Ff=ma,解得Ff=mg-ma,则由牛顿第三定律知人对竿的摩擦力为Ff′=Ff=mg-ma。对竿分析,根据共点力平衡条件得FN=Mg+Ff′=(M+m)g-ma。由牛顿第三定律得竿对地面上的人的压力大小为(M+m)g-ma,故B正确,A、C、D错误。 　物体的受力分析 1.受力分析的常用方法 (1)假设法:在受力分析时,若不能确定某力是否存在,可先对其作出存在的假设,然后根据分析该力存在对物体运动状态的影响来判断该力是否存在。 (2)整体法:将加速度相同的几个相互关联的物体作为一个整体进行受力分析的方法。 (3)隔离法:将所研究的对象从周