第二章 第3课时 受力分析、共点力的平衡-【直击双1流】2024高考物理一轮复习讲义

第 3 课时 受力分析、共点力的平衡 一、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,并画出受力示意图 的过程。 2.基本思路 3.关键条件 光滑 ——— 不计摩擦;轻 ——— 重力不计;忽略 空气阻力等。 4.三个常用判断依据 分类 特点 条件判 断依据 不同性质的力产生条件不同,进行受力分析时最基 本的判断依据是力产生的条件 效果判 断依据 有时候是否满足某力产生的条件是很难判断的,可 先根据物体的运动状态进行分析,再运用平衡条件 或牛顿运动定律判断未知力。 (1) 物体平衡时必须保持合外力为零; (2) 物体做变速运动时必须保持合外力方向沿加速 度方向,合力大小满足 F = ma; (3) 物体做匀速圆周运动时必须保持合外力大小恒 定,满足F = m v 2 R ,方向始终指向圆心 特征判 断依据 从力的作用是相互的这个基本特征出发,通过判定 其反作用力是否存在来判断该力是否存在 二、共点力的平衡 (1) 平衡状态:物体处于静止或匀速直线运 动状态,即 a = 0。 (2) 动态平衡:物体在缓慢运动时所处的一 种近似平衡状态。 (3) 共点力的平衡条件:F合 = 0,或 Fx = 0、 Fy = 0。 (4) 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,则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他两个力 的合力大小相等、方向相反。 ③ 多力平衡: 如果物体在多个 ( 三个以 上) 共点力的作用下处于平衡状态,其中任何一 个力与其他几个力的合力大小相等、方向相反。 例 1 (2022·湖南省衡阳市衡南县期末)如 图所示,粗糙斜面固定在水平地面上,斜面顶端 装有一光滑定滑轮,轻质细绳一端与斜面上的物 块 M 相连,另一端跨过定滑轮悬挂一物块 N,系 统处于静止状态。 现用水平向左的拉力 F 缓慢 拉动 N,直至悬挂 N 的细绳与竖直方向的夹角为 60°。 已知 M 始终保持静止,则在此过程中 (　 　 ) A. 水平拉力 F 可能保持不变 B. 斜面对地面的压力一直增大 C. M 所受细绳的拉力一直增大 D. M 所受斜面的摩擦力一定一直增大 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 32第二章 相互作用——力 　　　 用水平向左的拉力缓慢拉动 N,则 N 受力平衡,对 N 进行受力分析可知,N 受到竖直 向下的重力GN、水平向左的拉力F和细绳的拉力 FT,三力构成一矢量三角形,如图所示,则在用水 平向左的拉力 F 缓慢拉动 N 的过程中,α 一直增 大,则水平拉力 F 和细绳的拉力 FT 一直增大,故 A 错误,C 正确。 将 M、N 和斜面视为一个整体, 则整体受力平衡,斜面对地面的压力始终与整体 的重力大小相等,故 B 错误。 设斜面的倾角为 θ, M 始终受力平衡,对 M 进行受力分析,若开始时 M 受到的摩擦力沿斜面向上, 则有 FT + Ff = GMsin θ,在用水平向左的拉力 F缓慢拉动N的过 程中,细绳的拉力 FT 一直增大,则 M 所受斜面的 摩擦力 Ff 一直减小,或者减小为 0 后反向增大; 若开始时M受到的摩擦力沿斜面向下,则有 FT = Ff + GMsin θ,在用水平向左的拉力 F缓慢拉动 N 的过程中,细绳的拉力 FT 一直增大,则 M 所受斜 面的摩擦力Ff 一直增大;若开始时M受到的摩擦 力为0,则有FT =GMsin θ,在用水平向左的拉力F 缓慢拉动 N 的过程中,细绳的拉力 FT 一直增大, 则 M 所受斜面的摩擦力 Ff 一直增大。 故 D 错误。 C 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 方法一 物体受力分析的常用方法 方法 定义 优点 适用情况 隔离法 在分析被研究对 象的受力情况时, 要把它从周围物 体中隔离出来,分 析周围有哪些物 体对它施加力的 作用 容易看清单个物 体的受力情况或 单个过程的运动 情况,问题处理起 来