内容正文:
第3讲 受力分析 共点力的平衡
[主干知识·填一填]
一、受力分析
1.受力分析的定义
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,这个过程就是受力分析.
2.受力分析的一般步骤
二、共点力作用下物体的平衡
1.平衡状态
(1)静止:物体的速度和加速度都等于零的状态.
(2)匀速直线运动:物体的加速度为零、速度不为零的状态.
2.平衡条件
(1)物体所受合外力为零,即F合=0.
(2)若采用正交分解法,平衡条件表达式为Fx=0,Fy=0.
3.物体平衡条件的相关推论
(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,其中任意两个力的合力一定与第三个力大小相等、方向相反.
(3)多力平衡:如果物体受多个力作用处于平衡状态,其中任何一个力与其余力的合力大小相等,方向相反.
[规律结论·记一记]
1.受力物体与周围物体的每个接触处最多有两个接触力——弹力、摩擦力.
2.受力分析时若某个力的大小和方向不能确定,可以试一试分析该力的反作用力,再由牛顿第三定律得出该力.
3.对物体受力分析时,只分析物体受到的力,不考虑物体施加的力.
4.物体速度为零时,不一定处于平衡状态,如竖直上抛运动到最高点.
5.解题中常用到的二级结论
①物体处于平衡状态时,沿任意方向的合力均为0.
②物体受多个力作用处于平衡状态时,其中几个力的合力与其余力的合力必定等大反向.
③物体受三个非平行力作用处于平衡状态,这三个力的作用线必定在同一平面内,而且这三个力必定为共点力.
[必刷小题·测一测]
一、易混易错判断
1.对物体受力分析时,只能画该物体受到的力,其他物体受到的力不能画在该物体上.(√)
2.物体沿光滑斜面下滑时,受到重力、支持力和下滑力的作用.(×)
3.物体的速度为零即处于平衡状态.(×)
4.物体处于平衡状态时,其加速度一定为零.(√)
5.物体受两个力作用处于平衡状态,这两个力必定等大反向.(√)
6.物体处于平衡状态时,其所受的作用力必定为共点力.(×)
7.物体受三个力F1、F2、F3作用处于平衡状态,若将F2转动90°,则三个力的合力大小为F2.(√)
二、经典小题速练
1.(多选)如图所示,水平地面上的物体A,在斜向上的拉力F的作用下,向右做匀速运动,则下列说法中正确的是( )
A.物体A可能只受到三个力的作用
B.物体A一定受到四个力的作用
C.物体A受到的滑动摩擦力大小为Fcos θ
D.物体A对水平面的压力大小一定为Fsin θ
解析:BC 物体水平向右做匀速运动,合力必为零,所以必受水平向左的摩擦力,且有f=Fcos θ,因滑动摩擦力存在,地面一定对物体A有竖直向上的支持力,且有N=mg-Fsin θ,所以选项B、C正确,A、D错误.
2.(人教版必修2 P91T1改编)如图所示,质量为m的光滑圆球,在细线和墙壁的作用下处于静止状态,重力加速度为g,细线与竖直墙壁的夹角为30°,则细线对小球的拉力大小为( )
A. B.
C.mg D.
解析:A 对小球受力分析,由力的平衡知识可知,细线对小球的拉力大小为FT===,A项正确.
3.(多选)如图所示,一架救援直升机通过软绳打捞河中物体,物体质量为m,由于河水的流动对物体产生水平方向的冲击力,使软绳偏离竖直方向,当直升机相对地面静止时,绳子与竖直方向成θ角,
已知物体所受的浮力不能忽略.下列说法正确的是( )
A.绳子的拉力为
B.绳子的拉力可能小于mg
C.物体受到河水的水平方向的作用力等于绳子的拉力
D.物体受到河水的水平方向的作用力小于绳子的拉力
解析:BD 对物体受力分析,如图所示:根据平衡条件,竖直方向有F浮+FTcos θ=mg,则有FT=,故绳子的拉力可能小于mg,故A错误,B正确.在水平方向上有Ff=FTsin θ,sin θ<1,有Ff<FT,物体受到河水的水平方向的作用力小于绳子的拉力,故C错误,D正确.
命题点一 物体的受力分析(自主学习)
[核心整合]
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.受力分析的注意事项
(1)养成按照一定顺序进行受力分析的习惯.
(2)涉及弹簧弹力时,要注意拉伸或压缩可能性分析.
(3)对于不能确定的力可以采用假设法分析.
(4)不要把研究对象所受的力与研究对象对其他物体的作用力混淆.
(5)每一个力都应找出其施力物体,不能无中生有.
(6)合力和分力不能重复考虑.
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