2023届高考物理一轮复习课件：第四讲 共点力的平衡-动态平衡模型

第四讲　共点力的平衡 F2 F1 F3 F2 F1 F2 F1 F3 一、共点力： 1.定义 : 物体受力在同一点或力作用线相交于一点。 F f G N 注意：在非共点力作用下物体有转动趋势或转动，没有转动时可当成共点力来处理。 2.平衡条件 : F合=0 x y ①正交分解：Fx＝0，Fy＝0. 第四讲　共点力的平衡 F2 F1 F3 F2 F1 F2 F1 F3 一、共点力： 1.定义 : 物体受力在同一点或力作用线相交于一点。 F f G N 2.平衡条件 : F合=0 ①正交分解：Fx＝0，Fy＝0. ②合成:任意一力与其余力的合力等大反向共线。 ③三个平衡力的作用线组成一个封闭三角形. F1 F2 　单个物体的平衡问题 合成法(三力平衡) C mg N kx N θ 合成法 物体受三个共点力的作用而平衡，则任意两个力的合力一定与第三个力大小相等，方向相反 分解法 物体受三个共点力的作用而平衡，将某一个力按作用效果分解，则其分力和其他两个力满足平衡条件 正交分解法 物体受到三个或三个以上共点力的作用时，将物体所受的力分解为相互垂直的两组，每组力都满足平衡条件 [规律方法]　解决平衡问题的3种常用方法 [针对训练] 1.某同学参加“筷子夹玻璃珠”游戏。如图所示，夹起玻璃珠后，左侧筷子与竖直方向的夹角 θ为锐角，右侧筷子竖直，且两筷子始终在同一竖直平面内。保持玻璃珠静止，忽略筷子与玻璃珠间的摩擦。下列说法正确的是 (　 ) A．两侧筷子对玻璃珠的合力比重力大 B．两侧筷子对玻璃珠的合力比重力小 C．左侧筷子对玻璃珠的弹力一定比玻璃珠的重力大 D．右侧筷子对玻璃珠的弹力一定比玻璃珠的重力大 mg N1 N2 θ N1 C B Mg F F Mg 600 Mg= 多个物体的平衡问题[典例]　(2020·山东等级考)如图所示，一轻质光滑定滑轮固定在倾斜木板上，质量分别为m和2m的物块A、B，通过不可伸长的轻绳跨过滑轮连接，A、B间的接触面和轻绳均与木板平行。A与B间、B与木板间的动摩擦因数均为μ，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。当木板与水平面的夹角为45°时，物块A、B刚好要滑动，则μ的值为(　 ) C mg T N fm A: mgsin450+μmgcos450=T 正交分解(4力以上) 整体: 提能点(二)　多个物体的平衡问题[典例]　(2020·山东等级考)如图所示，一轻质光滑定滑轮固定在倾斜木板上，质量分别为m和2m的物块A、B，通过不可伸长的轻绳跨过滑轮连接，A、B间的接触面和轻绳均与木板平行。A与B间、B与木板间的动摩擦因数均为μ，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。当木板与水平面的夹角为45°时，物块A、B刚好要滑动，则μ的值为(　 ) C 3mg T N/ fm/ A: mgsin450+μmgcos450=T 正交分解(4力以上) 整体: T 3mgsin450=μ3mgcos450+2T [规律方法] 整体法和隔离法的选择 (1)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。 (2)在分析系统内各物体(或一个物体各部分)间的相互作用时，宜用隔离法。 (3)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。 B 2mg T2 T1 T2 450 T1=2mg mg T3 T1 T3 T2=2mg [针对训练]1.(2022·青岛模拟)如图所示为仅靠摩擦力将25个网球垒成9层高的直立“小塔”。网球A位于“小塔”顶层，下面各层均有3个网球，网球B位于“小塔”的第6层，已知每个网球质量均为m。下列说法正确的是(　 ) D 解决动态平衡问题的三种方法 动态平衡指通过控制某些物理量，使物体的状态发生缓慢变化，而在这个过程中物体又始终处于一系列的平衡状态，在问题描述中常用“缓慢”等字眼。解决该类问题的总体思路是“化动为静，静中求动”。 方法(一)　解析法 对研究对象进行受力分析，先画出受力示意图，再根据物体的平衡条件，得到因变量与自变量的关系表达式(通常要用到三角函数)，最后根据自变量的变化确定因变量的变化。 [例1]　(2021·湖南高考)质量为M的凹槽静止在水平地面上，内壁为半圆柱面，截面如图所示，A为半圆的最低点，B为半圆水平直径的端点。凹槽恰好与竖直墙面接触，内有一质量为m的小滑块。用推力F推动小滑块由A点向B点缓慢移动，力F的方向始终沿圆弧的切线方向，在此过程中所有摩擦均可忽略，下列说法正确的是(　 ) A．推力F先增大后减小 B．凹槽对滑块的支持力先减小后增大 C．墙面对凹槽的压力先增大后减小 D．水