内容正文:
考点07 受力分析 共点力的平衡
(核心考点精讲精练)
1. 5年真题考点分布
受力分析
共点力的平衡
2023·海南卷·T3
2023·江苏卷·T7
2023·浙江1月选考·T3
2022·浙江6月选考·T10
2022·河北卷·T7
2021·湖南卷·T5
2020·全国卷Ⅲ·T17
2020·山东卷·T8
2019·全国卷Ⅰ·T19
2. 命题规律及备考策略
【命题规律】近几年高考主要考查:受力分析和共点力的平衡是高中物理基础知识,渗透到各个知识点和各种题型。
【备考策略】
1.熟练掌握受力分析的步骤,会灵活应用整体法、隔离法并结合牛顿第三定律进行受力分析.
2.理解共点力平衡的条件,会解共点力平衡问题.
【命题预测】
注意受力分析和共点力的平衡与牛顿运动定律、动能定理的综合运用;电场和磁场中的共点力的平衡也是考试热点。
1.受力分析的三种方法
假设法
在未知某力是否存在时,先对其作出不存在的假设,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
转换法
在受力分析时,若不能直接确定某力是否存在,则
(1)可以转换为分析该力的反作用力,根据其反作用力是否存在,判断该力是否存在;
(2)可以转换为分析与该力相关的其他研究对象,通过对其他研究对象进行受力分析,判断该力是否存在
2.共点力平衡条件的推论
二力平衡
这两个力大小相等,方向相反
三力平衡
这三个力中任意两个力的合力与第三个力大小相等,方向相反,并且这三个力的矢量可以形成一个矢量三角形
多力平衡
这些力中任意一个力与其余几个力的合力大小相等,方向相反
3.解决平衡问题的四种方法
合成法
三个共点力平衡时,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
三个共点力平衡时,将任意一个力沿着另外两个力的方向分解,则其分力一定分别与两个力大小相等、方向相反
正交
分解法
物体受到多个力作用平衡时,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
三角
形法
三个共点力平衡时,将力的矢量图平移使三力组成一个首尾依次相接的矢量三角形,根据正弦定理、余弦定理或相似三角形、直角三角形等数学知识求解有关问题
考向1 受力分析
1.受力分析的一般步骤
2.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来分析的方法
选用
原则
研究系统外的物体对系统整体的作用力或求系统整体的加速度
研究系统内物体之间的相互作用力
3.受力分析的三个技巧
(1)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.
(2)除了根据力的性质和特点进行判断,假设法是判断弹力、摩擦力的有无及方向的常用方法.
(3)善于转换研究对象,尤其是在弹力、摩擦力的方向不易判定的情形中,可以分析与其接触物体的受力,再应用牛顿第三定律判定.
4.受力分析的4个易错点
(1)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。
(2)每一个力都应找出其施力物体,不能无中生有。
(3)合力和分力不能重复考虑。
(4)对整体进行受力分析时,组成整体的几个物体间的作用力为内力,不能在受力图中出现;当把某一物体单独隔离分析时,原来的内力变成外力,要在受力分析图中画出。
(2023·河北·模拟预测)石头在倾斜的斜坡上,仅从物理角度分析这幅画,下列说法正确的是( )
A.人对石头的力大于石头的重力
B.石头可能只受3个作用力
C.斜坡对石头一定没有静摩擦力
D.如果人不推石头,石头一定滚下来
(2023·辽宁·校联考三模)有一个趣味游戏是用乒乓球拍托着乒乓球跑,从起点到终点运动时间短者获胜。如图所示,某人拿着乒乓球拍托着乒乓球做匀速运动,乒乓球拍与水平面成一定角度,运动过程中乒乓球始终相对球拍静止,则下列说法正确的是( )
A.乒乓球一定只受重力和支持力 B.乒乓球一定只受重力、支持力和摩擦力
C.乒乓球可能不受摩擦力 D.乒乓球一定受4个力作用
考向2 共点力的平衡条件及应用
1.共点力
作用于物体的同一点或作用线相交于一点的几个力。
2.平衡状态
物体保持静止或匀速直线运动的状态。
3.共点力的平衡条件
(1)F合=0或者
4.应用共点力平衡条件解题的步骤
(1)选取研究对象:根据题目要求,选取一个平衡体(单个物体或系统,也可以是结点)作为研究对象。
(2)画受力示意图:对研究对象进行受力分析,画出受力示意图。
(3)合成或分解:一般情况下三个力直接合成或分解,四个及四个以上的力正交分解。
(4)列方程求解:根据平衡条件列出平衡方程,解