2024届高考物理一轮复习讲义：3.4受力分析及共点力的平衡

3-4 共点力的平衡 一．受力分析 要点一. 受力分析的步骤和方法 受力分析是研究力学问题的关键步骤，也是分析和解决力学问题的重要过程。 1. 受力分析的步骤 口诀：一定对象，二画力，三看状态再分析，力多正交分解，物多整体隔离 2.受力分析的顺序 先分析重力再分析接触力（摩檫力，弹力等）最后分析其他场力（电场力，磁场力等） 3．受力分析的常用方法 a.整体隔离法 ①整体法 将几个物体作为一个整体，研究外界对系统的作用力，或者研究系统的加速度。 ( 整体隔离法的步骤 先整体，后隔离 先少力，后多力 能整体，不隔离 整体求外力，隔离求内力 )②隔离法 将选定的研究对象隔离出来，单独分析他的受力情况。 b．假设法 对研究对象进行受力分析时，如果不能确定某个力有无或者方向，可以使用假设法。 二．共点力平衡 1 平衡状态 所谓平衡状态，就是物体的运动状态不变。（其本质为受合力为零，加速度为零） 常见的平衡状态有3种： 2.平衡状态的理解 ①二力平衡，则必然等大反向。 ②三力平衡，任意两个力的合力与第三个力等大反向。 ③n力平衡，任意（n-1）个力与第n个力等大反向。 ( 平衡条件的推论 1 . 等值反向： （ n -1 ）个力与第 n 个力等大反向 2 . 封闭多边形： 几个力可以构成，首 尾 相接的三角形。 3 . 三力汇交： 三力平衡时，三个力的作用线和反向延长作用线必相交于一点。 )④物体处于平衡状态时，任意方向所受合力为0。若采用正交分解，则FX=0，Fy=0. 三．共点力平衡的求解方法 要点一.平衡问题的分类 静态平衡（恒力平衡）：通常出现静止，恰好不动等临界标志。 动态平衡（变力平衡）：缓慢运动。 要点二.平衡类问题的两类处理思想 1. 解析法 数学法，函数思想，静态平衡使用较多。 a.三力平衡的方法 合成法分解法：根据题意，利用合力分力特点，三角函数，勾股定理，正余弦定理，相似三角形等求解。 b．多力平衡的方法（≥3） 正交分解法：详见后面。 2.图解法 物理法，向量思想，动态平衡使用较多。 a.三力平衡的方法 力的三角形法则：矢量三角形，相似三角形，正余弦定理，拉密定理，三力汇交，动态元等。 b．多力平衡的方法（≥3） 正交分解法（通用），全反力法（特殊） 四．共点力平衡的解题模型 力学问题核心思想：力的几何化；将力的求解，转化为几何边长的求解。 求解共点力平衡问题的一般步骤： 模型一.合成法分解法 1.力的合成法 适用条件：分析单物体三力平衡时的静态及动态平衡，属于解析法。 方法概括：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等大、反向（利用平行四边形定则或者三角函数，勾股定理求解） 示例1：静态平衡 示例2：动态平衡 已知重力G,求拉力T的大小？ 已知重力G,在F作用下缓慢向下 拉动滑轮，求过程中F大小变化？ 2. 效果分解法 适用条件：分析三力平衡时的静态及动态平衡，属于解析法。 方法概括：物体受三个共点力的作用而平衡，将某一个力按照作用效果分解之后，其分力与其他两个力满足平衡条件。（等大反向，利用平行四边形定则或者三角函数，勾股定理求解） ） 示例1：静态平衡 示例2：动态平衡 已知G，求拉力T和F？ 在水平拉力的作用下，小球缓慢向右移动，分析过程中F与T的大小变化？ 模型二.正交分解法 适用条件：分析三力和多力的静态及动态平衡，属于解析法。 方法概括： 物体受到三个或三个以上力的作用时，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 （1）根据题意选取研究对象 （2）建立坐标系，让尽量多的力落在坐标系上。 （3）沿坐标系分解所有力。 （4）沿坐标轴所在方向列平衡方程（二向式），联立求解。 平衡方程：Fx=0, Fy=0二向式 辅助方程：F弹力=kx， f滑动=uFN 静态平衡： 示例1： 示例2：动态平衡 示例1 模型三.等腰三角形（衣服挂模型） 适用条件：分析三力的动态平衡，属于图解法. 方法概括： 条件：（分析模型受力特点） 一般利用活结构造模型。 模型概括： 口诀：绳长不变看间距，竖小平大分析力。 模型四.矢量三角形，动态三角形 适用条件：分析三力平衡的动态平衡，属于图解法，。 方法概括： 条件：（分析模型受力特点） 方法：（解题步骤） 示例1：