第2章 第3讲 共点力的平衡（课件PPT）-【创新方案】2024高考物理一轮复习（老教材 新高考）

第三讲　共点力的平衡 提能点(一)　单个物体的平衡问题 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 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 正交分解法 物体受到三个或三个以上共点力的作用时，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 [规律方法]　解决平衡问题的3种常用方法 [针对训练] 1.某同学参加“筷子夹玻璃珠”游戏。如图所示，夹起玻璃珠后， 左侧筷子与竖直方向的夹角θ为锐角，右侧筷子竖直，且两筷子 始终在同一竖直平面内。保持玻璃珠静止，忽略筷子与玻璃珠 间的摩擦。下列说法正确的是 (　 ) A．两侧筷子对玻璃珠的合力比重力大 B．两侧筷子对玻璃珠的合力比重力小 C．左侧筷子对玻璃珠的弹力一定比玻璃珠的重力大 D．右侧筷子对玻璃珠的弹力一定比玻璃珠的重力大 [规律方法] 整体法和隔离法的选择 (1)当分析相互作用的两个或两个以上物体整体的受力情况及分析外力对系统的作用时，宜用整体法。 (2)在分析系统内各物体(或一个物体各部分)间的相互作用时，宜用隔离法。 (3)整体法和隔离法不是独立的，对一些较复杂问题，通常需要多次选取研究对象，交替使用整体法和隔离法。 [针对训练] 提能点(三)　解决动态平衡问题的三种方法 动态平衡指通过控制某些物理量，使物体的状态发生缓慢变化，而在这个过程中物体又始终处于一系列的平衡状态，在问题描述中常用“缓慢”等字眼。解决该类问题的总体思路是“化动为静，静中求动”。 方法(一)　解析法 对研究对象进行受力分析，先画出受力示意图，再根据物体的平衡条件，得到因变量与自变量的关系表达式(通常要用到三角函数)，最后根据自变量的变化确定因变量的变化。 [例1]　(2021·湖南高考)质量为M的凹槽静止在水平地 面上，内壁为半圆柱面，截面如图所示，A为半圆的最低点， B为半圆水平直径的端点。凹槽恰好与竖直墙面接触，内有 一质量为m的小滑块。用推力F推动小滑块由A点向B点缓慢 移动，力F的方向始终沿圆弧的切线方向，在此过程中所有摩擦均可忽略，下列说法正确的是 (　 ) A．推力F先增大后减小 B．凹槽对滑块的支持力先减小后增大 C．墙面对凹槽的压力先增大后减小 D．水平地面对凹槽的支持力先减小后增大 [例2]　(多选)如图，一粗糙斜面固定在地面上，斜面顶端装 有一光滑定滑轮。一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块N，另一 端与斜面上的物块M相连，系统处于静止状态。现用水平向左 的拉力缓慢拉动N，直至悬挂N的细绳与竖直方向成45°。已知M始终保持静止，则在此过程中 ( ) 　 A．水平拉力的大小可能保持不变 B．M所受细绳的拉力大小一定一直增加 C．M所受斜面的摩擦力大小一定一直增加 D．M所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增加 [解析]　选N为研究对象，受力情况如图甲所示，用水平拉力F缓慢拉动N的过程中，水平拉力F逐渐增大，细绳的拉力T逐渐增大，故选项A错误，B正确。对于M，受重力GM、支持力FN、绳的拉力T以及斜面对它的摩擦力f。如图乙所示，若开始时斜面对M的摩擦力f沿斜面向上，则T＋f＝GMsin θ，T逐渐增大，f逐渐减小，当f减小到零后，再反向增大。若开始时斜面对M的摩擦力沿斜面向下，此时，T＝GM sin θ＋f，当T逐渐增大时，f逐渐增大，故选项C错误，D正确。 [答案]　BD [例3]　如图所示，质量均可忽略的轻绳与轻杆承受弹力的最大 值一定，杆的A端用铰链固定，光滑轻小滑轮在A点正上方，B端 吊一重物G，现将绳的一端拴在杆的B端，用拉力F将B端缓慢 上拉，在AB杆达到竖直前(均未断)，关于绳子的拉力F和杆受的弹力N的变化，判断正确的是 ( 　 ) A．F变大 B．F变小 C．N变大 D．N变小 方法(三)　相似三角形法 在三力平衡问题中，如果有一个力是恒力，另外两个力方向都变化，且题目给出了空间几何关系，多数情况下力的矢量三角形与空间几何三角形相似，可利用相似三角形对应边成比例进行计算。 提能点(四)　两种常见的连结模型 模型(一)　“死结”与“活结”模型 [例1·“死结”模型]　(2022·辽宁高考)如图所示，蜘蛛用蛛 丝将其自身悬挂在水管上，并处于静止状态。蛛丝OM、ON与竖 直方向夹角分别为α、β(α>β)。用F1、F2分别表示OM、ON的拉 力，则 (　 ) A．F1的竖直分力大于F2的竖直分力 B．F1的竖直分力等于F2的竖直分力 C．F1的水平分力大于F2的水平分力 D．F1的水平分力等于F2的水平分力 [解析]　对O点受力分析如图所示，由几何关系可知，F