第二章 专题强化2 受力分析 共点力的平衡（Word教参）-【优化指导】2024高考物理一轮复习高中总复习·第1轮（多选版 新教材 新高考）

专题强化❷　受力分析　共点力的平衡 热点一 受力分析及静态平衡问题 1．牛顿第三定律 (1)作用力和反作用力：两个物体之间的作用总是相互的，物体间相互作用的这一对力，通常叫作作用力和反作用力。 (2)牛顿第三定律：两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。表达式为：F＝－F′。 2．共点力的平衡 (1)平衡状态：物体处于静止状态或匀速直线运动状态。 静止状态特征为：v＝0、且a＝0；匀速直线运动状态特征为：v≠0、且a＝0。 (2)平衡条件：F合＝0或者。 (3)平衡条件的推论 二力 平衡 如果物体在两个共点力的作用下处于平衡状态，那么这两个力必定大小相等、方向相反 三力 平衡 如果物体在三个共点力的作用下处于平衡状态，那么其中任何一个力与另外两个力的合力大小相等、方向相反 物体受四个以上的力作用时，一般要采用正交分解法。 突破 如何高效进行受力分析 1.巧取研究对象 整体法 隔离法 选用 原则 研究系统外的物体对系统整体的作用力或者系统整体的加速度 研究系统内部各物体之间的相互作用力 注意 问题 受力分析时不考虑系统内各物体之间的相互作用力 一般情况下先隔离受力较少的物体 2.“假设法”与“状态法”的应用 假设法 在未知某力是否存在时，先对其做出不存在的假设，然后根据该力不存在对物体运动和受力状态的影响来判断该力是否存在 状态法 对于平衡状态的物体进行受力分析时，根据其平衡条件进行分析；对加速运动的物体进行受力分析时，应用牛顿运动定律进行分析 3.避免“漏力”或“添力” (1)只分析研究对象受到的力，不要把研究对象受到的作用力与该研究对象对其他物体的作用力混淆； (2)惯性不是力，不要把物体的惯性当作力； (3)只分析实际受到的力，不要把效果力当性质力去分析。 【典例1】(2022·北京西城一模)如图所示，质量为M的直角三棱柱A放在水平地面上，三棱柱的斜面是光滑的，且斜面倾角为θ。质量为m的光滑球放在三棱柱和光滑竖直墙壁之间。A和B都处于静止状态，已知重力加速度为g，下列说法正确的是(　　) A．地面对三棱柱的支持力大于(M＋m)g B．三棱柱A共受3个力作用 C．地面对三棱柱A的摩擦力为mg sin θ D．地面对三棱柱A的摩擦力为mg tan θ D　解析：选取A和B整体为研究对象，如图甲所示，它受到重力(M＋m)g、地面支持力FN、墙壁的弹力F和地面的摩擦力Ff的作用而处于平衡状态，根据平衡条件得FN＝(M＋m)g，A错误；三棱柱A受到竖直向下的重力、地面的支持力、水平面的摩擦力、B对A的弹力，B错误；再以B为研究对象，如图乙所示，它受到重力mg、三棱柱对它的支持力FNB、墙壁对它的弹力F的作用，处于平衡状态，根据平衡条件有FNB cos θ＝mg，FNB sin θ＝F，解得F＝mg tan θ，所以Ff＝F＝mg tan θ，C错误，D正确。 受力分析一般步骤 突破 巧选方法解答静态平衡 　解决静态平衡问题的常用方法 (1)力的合成法； (2)力的正交分解法； (3)正弦定理(拉米定理)法； (4)矢量三角形图解法。 【典例2】(2020·山东卷)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(　　) A． B． C． D． C　解析：当木板与水平面的夹角为45°时，两物块刚好滑动，对A物块受力分析如图1所示，沿斜面方向，A、B之间的滑动摩擦力f1＝μFN＝μmg cos 45°，根据平衡条件可知，T＝mg sin 45°＋f1；对B物块受力分析如图2所示，沿斜面方向，B与斜面之间的滑动摩擦力f2＝μFN′＝μ·3mg cos 45°，根据平衡条件可知2mg sin 45°＝T＋f1＋f2，联立以上四式，可得2mg sin 45°＝mg sin 45°＋μmgcos 45°＋μmg cos 45°＋μ3mg cos 45°，解得μ＝，C正确。 解答静态平衡问题的四个步骤 热点二 攻克动态平衡问题 1．基本思路 化“动”为“静”，“静”中求“动”。 2．灵活应用三种方法 方法 步骤 解析法 (1)列平衡方程求出未知量与已知量的关系表达式； (2)根据已知量的变化情况来确定未知量的变化情况 图解法 (1)根据已知量的变化情况，画出平行四边形中边、角的变化； (2)确定未知量大小、方向的变化 相似三 角形法 (1)根据已知条件画出两个不同情况对应的力的三角形和空间几何三角形，