第三章 微专题（三） 受力分析和共点力的平衡-【正禾一本通】2023-2024学年新教材高一物理必修第一册同步课堂高效讲义教师用书（人教版）

微专题三 共点力分析和共点力的平衡 ► 对应学生用书P87 要点1 | 物体的受力分析 　　　　　　　　　　　　　　　　 1．受力分析的一般顺序 一般先分析重力；再分析弹力，环绕物体一周，找出跟研究对象接触的物体，并逐个分析这些物体对研究对象是否有弹力作用；然后分析摩擦力，对凡有弹力作用处逐一进行分析；最后分析其他力。 2．受力分析的步骤 (1)明确研究对象，可以是某个物体、物体的一部分或某个作用点，也可以是几个物体组成的整体。 (2)按照先重力、再弹力、后摩擦力、最后其他力的顺序，逐个确定物体受到哪些力的作用。 (3)依据物体受到的各个力的方向，画出受力示意图。为了便于观察，物体所受的各个力集中画在同一个作用点上。 [例1] 如图所示，物体A靠在竖直墙面上，在力F作用下，A、B保持静止。物体B的受力个数为(　　) A．2 B．3 C．4 D．5 解析：选C。以A为研究对象，受力情况如图甲所示，此时，墙对物体A没有支持力(此结论可利用整体法得出)。 再以B为研究对象，结合力的相互性，其受力情况如图乙所示，即要保持物体B平衡，B应受到重力、压力、摩擦力、力F四个力的作用，故选项C正确。 [名师点拨]　受力分析误区警示 1．漏力，即受力分析时漏掉一些力。防止漏力的措施是按顺序分析受力。 2．添力，即受力分析时添加了多余的力。防止添力的措施是寻找每个力的施力物体，找不到施力物体的力不存在。 3．混淆，即分析物体受到的力同时又分析了物体对外施加的力。防止混淆的措施是分辨清楚施力物体和受力物体的区别。 [训练]1.如图所示，A、B、C三个物体处于平衡状态，则关于A、B、C三个物体的受力个数，下列说法正确的是(　　) A．物体A受到4个力的作用 B．物体B受到3个力的作用 C．物体C受到3个力的作用 D．物体C受到4个力的作用 解析：选C。物体C受重力、B的支持力和摩擦力3个力的作用，选项C正确，D错误；物体B受重力、A的支持力、C的压力和摩擦力4个力的作用，选项B错误；物体A受重力、地面的支持力以及B的压力3个力的作用，选项A错误。要点2 | 整体法和隔离法在平衡问题中的应用 　　　　　　　　　　　　　　　　 1．隔离法是根本 隔离法是高中阶段受力分析中最基本的方法，要先把研究对象隔离出来才能对其进行受力分析。 2．巧妙利用整体法，难度大大降低 很多题目利用隔离法都能解出答案，但利用更巧妙的整体法来解，会大大降低解题难度，节约解题时间。 3．隔离法和整体法相结合 隔离法和整体法是相对的，在有些题目中，两种方法结合使用会起到事半功倍的效果。 [例2] 倾角为α、质量为M的斜面体静止在水平桌面上，质量为m的木块静止在斜面体上。下列结论正确的是(　　) A.木块受到的摩擦力大小是mg cos α B．木块对斜面体的压力大小是mg sin α C．桌面对斜面体的摩擦力大小是mg sin α·cos α D．桌面对斜面体的支持力大小是(M＋m)g 解析：选D。用隔离法，对木块进行受力分析，在沿斜面方向，由平衡方程Ff－mg sin α＝0，得Ff＝mg sin α，所以A错误；在垂直斜面方向，由平衡方程FN－mg cos α＝0，得FN＝mg cos α，由牛顿第三定律得木块对斜面体的压力大小是mg cos α，所以B错误；对斜面体和木块用整体法进行受力分析，在沿水平方向，由平衡方程得Ff地＝0，所以C错误；在竖直方向，由平衡方程FN地－(M＋m)g＝0，得FN地＝(M＋m)g，故D正确。 [名师点拨]　整体法和隔离法的优点 1．整体法的优点：通过整体法分析物理问题，可以弄清系统的整体受力情况和全过程的受力情况，从整体上揭示事物的本质和变化规律，从而避开了中间环节的繁琐推算，能够灵活地解决问题。通常在分析外力对系统的作用时，用整体法。 2．隔离法的优点：容易看清单个物体的受力情况或单个过程的运动情形，问题处理起来比较方便、简单，便于初学者使用。在分析系统内各物体(或一个物体的各个部分)间的相互作用时用隔离法。 [训练] 2.如图，五个小灯笼彼此用轻绳连接悬挂在空中，在水平风力作用下发生倾斜。当悬绳静止在与竖直方向的夹角为30°时，若每个灯笼的质量均为m，则自下往上数第四只灯笼对第三只灯笼的拉力大小为(　　) A．mg B． C． D．2mg 解析：选D。把下面的三个灯笼看作一个整体，分别受到重力、水平风力和第四只灯笼对第三只灯笼的拉力作用，由平衡条件可得F sin 60°＝3mg，解得F＝2mg，故D正确，A、B、C错误。 要点3 | 平衡问题中的临界和极值问题 　　　　　　　　　　　　　　　　 1．临界问题 当某物理量变化时，会引起其他几个物理量的变化，从而使物体所处的平衡状态“恰好出现”或“恰好不出现”，