内容正文:
第讲 受力分析 共点力的平衡
知识点 受力分析 Ⅱ
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,并画出受力示意图的过程。
2.受力分析的一般顺序
先分析场力(重力、电场力、磁场力),再分析接触力(弹力、摩擦力),最后分析其他力。
知识点 共点力的平衡 Ⅱ
1.共点力
作用于物体的同一点或作用线的延长线交于一点的力。
2.平衡状态
物体处于静止状态或匀速直线运动状态。
3.共点力的平衡条件
(1)F合=0或者
(2)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;并且这三个力的矢量可以形成一个封闭的矢量三角形。
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。
一 堵点疏通
1.对物体进行受力分析时,只能画该物体受到的力,该物体对别的物体施加的力不能画在该物体上。( )
2.物体的速度为零即处于平衡状态。( )
3.物体在缓慢运动时所处的状态不属于平衡状态。( )
4.物体处于平衡状态时,加速度等于零。( )
5.若物体受三个力F1、F2、F3的作用而平衡,将F2转动90°时,三个力的合力大小为F2。( )
6.物体沿斜面下滑时,物体受重力、支持力和下滑力的作用。( )
答案 1.√ 2.× 3.× 4.√ 5.√ 6.×
二 知识激活
1. (人教版必修1·P91·T1改编)(多选)一根轻绳一端系小球P,另一端系于光滑墙壁上的O点,在墙壁和小球P之间夹有一长方体物块Q,如图所示,在小球P、物块Q均处于静止状态的情况下,下列有关说法正确的是( )
A.物块Q受3个力
B.小球P受4个力
C.若O点下移,物块Q受到的静摩擦力将增大
D.若O点上移,绳子的拉力将变小
答案 BD
解析 对P和Q进行受力分析可知,Q受重力、墙壁的弹力、P对Q的弹力、P对Q的摩擦力,P受重力、绳子的拉力、Q对P的弹力、Q对P的摩擦力,因此A错误,B正确;分析Q的受力情况可知,若O点下移,Q处于静止状态,其受到的静摩擦力等于重力不变,C错误;对P、Q整体进行受力分析可知,若O点上移,绳子的拉力将变小,D正确。
2.如图所示,将小物块P轻轻放到半圆柱体上,O为圆心。当小物块处于B位置时恰好能保持静止,OB与竖直半径的夹角∠AOB=30°。若小物块与圆柱体之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则小物块与圆柱体之间的动摩擦因数为( )
A. B. C. D.
答案 B
解析 当小物块处于B位置时恰好能保持静止,则此时小物块所受摩擦力为最大静摩擦力,其受力如图所示,由平衡条件得:N=mg cos θ,fm=mg sin θ,又fm=μN,联立解得μ=,故A、C、D错误,B正确。
考点 物体的受力分析
受力分析的方法步骤
例1 如图所示,物体A靠在竖直墙面上,在竖直向上的力F作用下,A、B共同向上匀速运动,下列说法正确的是( )
A.物体A受到物体B对它的作用力的大小等于物体A的重力
B.物体B受到的作用力F的大小要小于物体A、B的重力之和
C.墙面对物体A的滑动摩擦力方向向下
D.物体A对物体B的静摩擦力方向沿接触面斜向上
[答案] A
[解析] A、B共同向上做匀速运动,则A和B均处于受力平衡状态,A、B整体水平方向不受外力,故墙面对A、B无弹力作用,墙面对物体A没有摩擦力,F大小等于A、B的重力之和,B、C错误;物体A在其重力和B对它的作用力的作用下处于平衡状态,故A正确;A受到B斜向上的摩擦力,所以物体A对物体B的静摩擦力方向沿接触面斜向下,D错误。
总结升华
受力分析的基本技巧
(1)要善于转换研究对象,尤其是对于摩擦力不易判定的情形,可以先分析与之相接触、受力较少的物体的受力情况,再应用牛顿第三定律判定。
(2)假设法是判断弹力、摩擦力的存在及方向的基本方法。
[跟进训练]
1.(受力分析) (2022·河南省中原名校联盟高三上9月第三次教学质量检测)(多选)如图所示,在倾斜的墙上,用垂直于墙面的力F按压物块,使其静止在图示位置。则下列说法正确的是( )
A.物块可能受三个力作用
B.物块一定受四个力作用
C.物块所受摩擦力方向一定沿墙面向上
D.若增大力F,则物块与墙面间摩擦力增大
答案 BC
解析 对物块进行受力分析,物块不可能受力F和重力而静止,故物块一定受墙的支持力,其方向垂直墙面斜向下,物块静止,则一定有摩擦力作用且方向沿墙面向上,物块一定受重力、F、墙的支持力N和沿墙向上的静摩擦力四个力作用,则A错误,B、C正确;由于物块与墙面间的摩擦力为静摩擦力,故大