第二章 热点专题系列2 求解共点力平衡问题的八种方法-【金版教程】2023高考物理一轮复习创新方案课件PPT（新教材）

相互作用 第二章 热点专题系列(二) 求解共点力平衡问题的八种方法 [热点透析] 三个力的平衡问题，一般将任意两个力合成，则该合力与第三个力等大反向，或将其中某个力沿另外两个力的反方向分解，从而得到两对平衡力。 热点概述：共点力作用下的平衡条件是解决共点力平衡问题的基本依据，广泛应用于力、电、磁等各部分内容的题目中，求解共点力平衡问题的八种常见方法总结如下。 答案 解析 将各力分解到x轴上和y轴上，在两坐标轴上运用平衡条件Fx＝0、Fy＝0进行分析，多用于三个以上共点力作用下的物体的平衡。值得注意的是，对x、y方向选择时，尽可能使较多的力落在x、y轴上，被分解的力尽可能是已知力，不宜分解待求力。 答案 解析 在共点力的平衡中，有些题目中常有“缓慢”一词，则物体处于动态平衡状态。解决动态平衡类问题常用图解法，图解法就是在对物体进行受力分析(一般受三个力)的基础上，若满足有一个力大小、方向均不变，另有一个力方向不变，可画出这三个力的封闭矢量三角形来分析力的变化情况的方法，图解法也常用于求极值问题。 答案 解析 答案 解析 当分析相互作用的两个或两个以上物体整体的受力情况及分析外力对系统的作用时，宜用整体法；而在分析系统内各物体(或一个物体各部分)间的相互作用时常用隔离法。整体法和隔离法不是独立的，对一些较复杂问题，通常需要多次选取研究对象，交替使用整体法和隔离法。 答案 解析 假设某条件存在或不存在，进而判断由此带来的现象是否与题设条件相符，或者假设处于题设中的临界状态，以此为依据，寻找问题的切入点，进而解决该问题。 　 (多选)如图所示，竖直平面内质量为m的小球与三条相同的轻质弹簧相连接。静止时相邻两弹簧间的夹角均为120°，已知弹簧a、b对小球的作用力均为F，则弹簧c对此小球的作用力的大小可能为(　　) A．F B．F＋mg C．F－mg D．mg－F 答案 [解析]　假设三个弹簧中有a、b两弹簧伸长而c弹簧缩短，则此时小球的受力情况是：a和b两弹簧的拉力F、c弹簧的支持力Fc、小球自身的重力mg，如图甲所示。由共点力的平衡条件可得：2Fcos60°＋Fc－mg＝0，则Fc＝mg－F，故D正确。因为题中并未给定mg与F的大小关系，故可能有mg＝2F，则Fc＝mg－F＝2F－F＝F，故A正确。 假设a、b、c三个弹簧均是压缩的，此时小球的受力情况如图乙所示。小球的受力情况是：自身重力mg、a和b两弹簧斜向下方的弹力F、c弹簧竖直向上的弹力Fc，对小球由共点力的平衡条件可得：2Fcos60°＋mg－Fc＝0，则Fc＝F＋mg，故B正确。 解析 假设a、b、c三个弹簧均是伸长的，此时小球的受力情况如图丙所示。小球的受力情况是：自身的重力mg、a和b两弹簧斜向上方的拉力F、c弹簧向下的拉力Fc，对小球由共点力的平衡条件可得：2Fcos60°－mg－Fc＝0，所以Fc＝F－mg，故C正确。 解析 在三力平衡问题中，如果有一个力是恒力，另外两个力方向都变化，且题目给出了空间几何关系，多数情况下力的矢量三角形与空间几何三角形相似，可利用相似三角形对应边成比例进行计算。注意：构建三角形时可能需要画辅助线。 　 (多选)如图所示是一个简易起吊设施的示意图，AC是质量不计的撑杆，A端与竖直墙用铰链连接，一滑轮固定在A点正上方，C端吊一重物P，BC绳连接在滑轮与C端之间。现施加一拉力F缓慢将重物P向上拉，在AC杆达到竖直前(　　) A．BC绳中的拉力FT越来越大 B．BC绳中的拉力FT越来越小 C．AC杆中的支撑力FN越来越大 D．AC杆中的支撑力FN大小不变 答案 解析 答案 解析 答案 解析 答案 解析 3.(2021·辽宁省葫芦岛市高三下一模)如图所示，在竖直平面内一根不可伸长的柔软轻绳通过光滑的轻质滑轮悬挂一重物。轻绳一端固定在墙壁上的A点，另一端从墙壁上的B点先沿着墙壁缓慢移到C点，后由C点缓慢移到D点，不计一切摩擦，且墙壁BC段竖直，CD段水平，在此过程中关于轻绳的拉力F的变化情况，下列说法正确的是(　　) A．F一直增大 B．F一直减小 C．F先减小后增大 D．F先不变后增大 答案 解析 答案 解析　在B中的沙子缓慢流出的过程中，系统保持静止，以B为研究对象，细线拉力T与B的重力mBg大小相等，则A受到的细线拉力缓慢减小，以A为研究对象，若最初B的重力大于A的重力沿斜面方向的分力，则A受摩擦力方向沿斜面向下，在B中的沙子缓慢流出的过程中，A受的摩擦力先减小后反向增大，故A、B错误；以滑轮为研究对象，因为CA、CB为同一根细线，拉力大小相等，由对称性和平衡条件可得，OC一定沿∠BCA的角平分线的方向，因为CA、CB的方向不发生变化，所以细线OC的方