内容正文:
专题强化二 受力分析 共点力的平衡
1.本专题是受力分析和共点力平衡条件的应用,是高考的重点和热点。
2.高考对本专题考查题型主要是选择题,但近年在计算题中也作为一个力学或电学考点命题。
3.用到的相关知识有:受力分析、力的合成与分解、共点力的平衡条件;用到的主要方法有:整体法与隔离法、合成法、正交分解法等。
[对应学生用书P31]
热点 物体的受力分析与静态平衡(互动共研)
1.共点力平衡
(1)平衡状态:物体静止或做匀速直线运动。
(2)平衡条件:F合=0或Fx=0,Fy=0。
2.受力分析的一般步骤
3.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
4.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、摩擦力有无及方向的常用方法。
(3)善于转换研究对象,尤其是弹力、摩擦力的方向不易判定的情形,可以分析与其接触物体的受力,再应用牛顿第三定律判定。
[例1] 如图所示,水平面上的P、Q两物块的接触面水平,二者叠在一起,在作用于Q上的水平恒定拉力F的作用下向右做匀速运动,某时刻撤去力F后,二者仍能不发生相对滑动。关于撤去F前后Q的受力个数的说法中正确的是( )
A.撤去F前6个,撤去F后瞬间5个
B.撤去F前5个,撤去F后瞬间5个
C.撤去F前5个,撤去F后瞬间4个
D.撤去F前4个,撤去F后瞬间4个
解析 撤去F前,物块Q受到:重力、地面的支持力、P对Q的压力、地面对Q的摩擦力和力F共5个力的作用;撤去F后的瞬间,两物块做减速运动,此时Q受力:重力、地面的支持力、P对Q的压力、地面对Q的摩擦力和P对Q的摩擦力,共5个力作用,选项B正确。
答案 B
1.(2022·湖南师范大学附属中学高三月考)如图所示,a、b两个小球穿在一根粗糙的固定杆上(球的小孔比杆的直径大),并且通过一条细绳跨过定滑轮连接。已知b球的质量为m,杆与水平面成θ角,不计滑轮的一切摩擦,重力加速度为g。当两球静止时,Oa段绳与杆的夹角也为θ,Ob段绳沿竖直方向。下列说法正确的是( )
A,a一定受到4个力的作用
B.b只可能受到2个力的作用
C.绳子对a的拉力有可能等于mg
D.a的质量一定为m tan θ
解析 对a和b受力分析可知,a至少受重力、杆的支持力、绳的拉力3个力,可能还受摩擦力共4个力,b受重力、绳的拉力2个力或重力、绳的拉力、杆的支持力、摩擦力4个力的作用,选项A、B错误;对b受力分析可知,b受绳子拉力可能等于mg,因此绳子对a的拉力可能等于mg,选项C正确;对a受力分析,如果摩擦力为零Ga sin θ=mg cos θ可得
Ga=;ma=,选项D错误。
答案 C
2.如图所示,两个相似的斜面体A、B在竖直向上的力F的作用下静止靠在竖直粗糙墙壁上。关于斜面体A和B的受力情况,下列说法正确的是( )
A.A一定受到四个力
B.B可能受到四个力
C.B与墙壁之间一定有弹力和摩擦力
D.A与B之间可能没有摩擦力
解析 对A、B整体受力分析,如图甲所示,受到向下的重力和向上的推力F,由平衡条件可知B与墙壁之间不可能有弹力,因此也不可能有摩擦力,故C错误;对B受力分析如图乙所示,其受到重力、A对B的弹力及摩擦力而处于平衡状态,故B受到三个力,B错误;对A受力分析,如图丙所示,受到重力、推力、B对A的弹力和摩擦力,共四个力,A正确,D错误。
答案 A
3.如图所示,两个质量均为m的小球通过两根轻弹簧A、B连接,在水平外力F作用下,系统处于静止状态,弹簧实际长度相等。弹簧A、B的劲度系数分别为kA、kB,且原长相等。弹簧A、B与竖直方向的夹角分别为θ与45°。设A、B中的拉力分别为FA、FB,小球直径相比弹簧长度可忽略,重力加速度为g,则( )
A.tan θ= B.kA=kB
C.FA=mg D.FB=2mg
解析 对下面的小球进行受力分析,如图甲所示。根据平衡条件得F=mg tan 45°=mg,FB==mg;对两个小球整体受力分析,如图乙所示,根据平衡条件得tan θ=,又F=mg,解得tan θ=,FA==mg,由题可知两弹簧的形变量相等,则有x==,解得==,故A正确,B、C、D错误。
答案 A
热点 动态平衡问题(方法模型)
1.动态平衡
动态平衡就是通过控制某一物理量,使物体的状态发生缓慢的变化,但变化过程中的每一个状态均可视为平衡状态,所以叫动态平衡。
2.常用方法
解析法、图解法、相似三角形法等,特别是三力动态平衡问题,常用图