内容正文:
第4讲 受力分析与共点力的静态平衡
高三一轮复习 第二章 相互作用
第1课时 静态平衡
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一、物体的受力分析
【解题指导】
1.受力分析的两种顺序:
(1) 按照场力→弹力→摩擦力,接触力要逐个接触面排查.
(2)先已知的力、确定的力,而后再结合运动状态推断未知的力、不确定的力.
2. 多个物体系统问题通常整体法和隔离法交替使用.
3. 三重检验:
(1) 明确各力的施力物体、受力物体.
(2) 判断研究对象是否能保持原来运动状态.
(3)换角度(整体隔离)或换研究对象(相邻的物体)再次受力分析,判断两次分析是否一致.
2.受力分析的三种方法
假设法 在受力分析时,若不能确定某力是否存在,可先对其作出存在的假设,然后分析该力存在对物体运动状态的影响来判断该力是否存在
状态法 受力分析时,若一时不能确定某力是否存在,可先分析物体的运动状态和除此力外物体所受的其他力,根据其他力与物体的运动状态是否相符判断该力是否存在
转换法 在受力分析时,若不能确定某力是否存在,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
考法1 假设法分析物体受力
1.(多选)如图所示,固定斜面上有一光滑小球,与一竖直轻弹簧P和一平行斜面的轻弹簧Q连接着,小球处于静止状态,则关于小球所受力的个数可能的是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
BCD
解析:选BCD 设小球质量为m,若FP=mg,则小球只受拉力FP和重力mg两个力作用;若FP<mg,则小球受拉力FP、重力mg、支持力FN和弹簧Q的弹力FQ四个力作用;若FP=0,则小球要保持静止,应受FN、FQ和mg三个力作用,故B、C、D正确。
考法2 状态法分析物体受力
2.如图所示是翠鸟俯冲捕捉小鱼的精彩画面。如果整个俯冲过程翠鸟做加速直线运动,用O表示翠鸟,G表示翠鸟受到的重力,F表示空气对它的作用力,下列四幅图中能正确表示此过程中翠鸟受力情况的是( )
A
3.(2023春·四川宜宾·校考期中)如图所示,M、N两物体叠放在一起,在恒力F作用下,一起沿竖直墙向上做匀加速直线运动,则关于两物体受力情况的说法正确的是( )
A.物体M一定受到5个力
B.物体N可能受到4个力
C.物体M与墙之间一定有弹力和摩擦力
D.物体M与N之间一定有摩擦力
D
考法3 转换法分析物体受力
【练习1】(2023春·浙江·高三校联考阶段练习)如图所示,一质量为0.3Kg的白板擦静止在竖直磁性白板上,现给白板擦一个恒定的水平推力4.0N,重力加速度g取10m/s2,则推力作用后( )
A.白板擦可能做水平方向匀速直线运动 B.白板擦可能做匀加直线运动
C.白板擦受到的摩擦力大小为5.0N D.白板擦共受6个力
B
二、静态平衡问题的三种常用方法
方法1 合成法与分解法
1.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。(在三力平衡中,其中两个力互相垂直时,用合成法交易解决问题)
2.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。(受四个力及以上,常用正交分解法)
[例1] 如图所示,光滑半球形容器固定在水平面上,O为球心。一质量为m的小滑块,在水平力F的作用下静止于P点。设滑块所受支持力为FN,OP与水平方向的夹角为θ。下列关系式正确的是( )
A
【练习1】[联系生活实际]如图所示为一款吊床,用四根长均为L的粗麻绳将床悬空吊起,绳与床连接点到天花板的竖直距离为0.9L,床及床上物品的总质量为m,绳的重力不计,则每根绳上的张力大小为( )
A
【练习1】(2023·福建厦门·统考二模)如图甲所示,用瓦片做屋顶是我国建筑特色之一。屋顶部分结构如图乙所示,横截面为圆弧的瓦片静置在两根相互平行的椽子正中间。已知椽子间距离为d,与水平面夹角均为θ,,瓦片质量为m,圆弧半径为d,忽略瓦片厚度,重力加速度为g,则每根椽子对瓦片的支持力大小为( )
[例2] (2022·重庆高三模拟)如图所示,倾角为30°的斜面固定在水平地面上,斜面上放有一重力为G的物块A,有一水平轻弹簧一端固定在竖直墙面上,另一端与物块A接触。若物块A静止时受到沿斜面向下的摩擦力大小为G/2,此时弹簧的弹力大小是( )
B
方法2 正交分解法
方法3 三角形法---相似三角形
[例3] (多