内容正文:
第三章:相互作用
第3讲:受力分析 共点力的平衡
教师:李林波
2026届高考一轮复习
基础点1 受力分析
1.受力分析:把指定物体(研究对象)在特定的物理环境中受到的所有外力都找
出来,并画出受力示意图的过程。
2.受力分析的一般思路——重力(G)、弹力(FT/FN)、摩擦力(Ff/f)
基础点1 受力分析
3.整体法与隔离法
(1)将加速度相同的几个相互关联的物体作为一个整体进行受力分析
(2)将所研究的对象从周围的物体中分离出来,单独进行受力分析
提示:几个物体同时受力时,受力分析首先考虑用整体法,再考虑隔离法。
即先整体,后隔离
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例1 (2024·四川内江模拟预测)(多选)如图所示,楔形物体 和叠放在水平地面上,物体 用一水平轻弹簧和竖直墙壁相连接,整个系统处于静止状态。已知物体、 之间的接触面光滑,下列说法正确的是( )。
A.物体对物体的支持力大于物体 的重力
B.物体 受到3个力的作用
C.弹簧可能处于伸长状态
D.物体 对地面的摩擦力水平向右
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1.(2024·江西萍乡二模)公交车突然出现故障,两个乘客下车尝试推动公交车,图1中向前推,向前推车,图2中、 同时向前推车,都没有推动公交车。假设这两种方式中两位乘客推力都为 ,则下列说法正确的是( )。
A.两图中公交车受到的推力都为 B.图1中 受到地面的摩擦力为0
C.图1中公交车受到地面的摩擦力为 D.图2中公交车受到地面的摩擦力大于
B
基础点2 共点力的平衡条件及应用(静态平衡)
1.静态平衡:合力为零,物体处于静止状态或匀速直线运动状态
(1)二力平衡:两力大小相等,方向相反。
(2)三力平衡:其中两力的合力与第三个力大小相等,方向相反(三个力首尾相连可形成一个封闭的三角形)。
(3)多力平衡:其中前n个力的合力和最后一个力大小相等,方向相反(这些力首尾相连一定能形成一个n+1边形)
若撤去F5,其余四个力的合力是多少?
基础点2 共点力的平衡条件及应用(静态平衡)
2.利用正交分解处理静态平衡问题
(1)先受力分析——注意摩擦力的有无与方向判断
(2)建立平面直角坐标系
①尽可能让更多的力落在坐标轴上;
②或者尽可能让力的分解角度为常规角度;
③一般情况是水平和竖直建立/沿斜面和垂直于斜面建立。
(3)正交分解——将未在坐标轴上的力进行分解,计算出分力的大小或表达
(4)写力学等式——分x轴方向和y轴方向写出力学等式,解方程
例2 (人教版必修第一册P76T1)如图,光滑斜面上有一个重为 的小球被轻绳拴住悬挂在天花板上。已知绳子与竖直方向的夹角为 ,斜面倾角为 ,整个装置处于静止状态。求绳对小球拉力的大小和斜面对小球支持力的大小。
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解:如图,竖直方向: ,
水平方向 ,
由上式解得, 。
例3 (2024·河北卷)如图,弹簧测力计下端挂有一质量为 的光滑均匀球体,球体静止于带有固定挡板的斜面上,斜面倾角为 ,挡板与斜面夹角为 。若弹簧测力计位于竖直方向,读数为, 取 ,挡板对球体支持力的大小为( )。
A.
C.
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A
例4 (2024·江苏模拟预测)将某个均匀的长方体锯成如图所示的、 两块后,并在一起放在水平桌面上。现用水平力垂直于的左面推物体,使、 整体仍保持原形沿水平力 方向做匀速直线运动。下列说法正确的是( )。
A.物体 在水平方向上受到2个力的作用
B.物体对 施加2个力的作用,且2个力的合力为零
C.物体对的作用力方向与 方向相同
D.物体对的弹力等于桌面对 的摩擦力
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C
2.(2024·四川成都三模)(多选)如图所示,质量 、倾角 的斜面放置在水平面上,顶端固定一光滑定滑轮。质量 的物块通过轻绳跨过定滑轮与轻弹簧相连,弹簧另一端与水平地面相连。轻绳与斜面平行,弹簧保持竖直,弹力大小为 ,系统处于静止状态。重力加速度, 。下
列说法正确的是( )。
A.物块所受摩擦力的方向沿斜面向下
B.物块所受支持力和绳子拉力的合力方向竖直向上
C.地面对斜面的支持力大小为
D.地面对斜面的摩擦力大小为0
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重难点 “活结”与“死结”、“动杆”与“定杆”
考 向
1
“活结”模型与“死结”模型
1.“活结”两边的力是大小相等的——处理“活结”的方法一般采用合成法
2.“死结”多数情况两边力大小是不相等的——处理“死结”通常采用正交分解的方法
“活结”两边等,
“死结”正交分。
考 向
2
“动杆”模型与“定杆”模型
重难点 “活结”与“死结”、“动杆”与“定杆”
1.“动杆”上的力沿着杆,可能是支撑力、也可能是拉力
2.“定杆”上的力的根据其他受力情况决定
“动杆”沿着杆,
“定杆”不简单。
例5 (2024·重庆期中)如图所示,三根长度均为的轻绳分别连接于、两点, 、
两端被悬挂在水平天花板上,相距 。现在点上悬挂一个质量为的重物,为使 绳保持水平,在 点上可施加力的最小值为( )。
A. B. C. D.
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A
3.(2024·湖南长沙阶段练习)如图所示,不可伸长的光滑轻
质晾衣绳两端分别固定于竖直杆上的、两点,一质量为
的衣服静止悬挂于绳上某点。若在绳上另一点继续悬挂另一
质量为的衣服,已知 ,两衣架质量均可忽略不计,
则最终两衣服在绳上的状态为( )。
D
例6 (2024·内蒙古包头期末)(多选)如图1所示,将一右端固定有光滑定滑轮的轻杆固定在竖直挡板上,轻绳 跨过光滑的定滑轮悬吊质量 的物块;如图2所示,将一轻杆用转轴固定在竖直挡板上,两段轻绳、系在杆的右端并悬吊质量 的物块。已知两杆均水平,且绳子的倾斜部分与水平方向的夹角均为 ,重力加速度取 。下列说法正确的是 ( )。
A.图1中绳的拉力大小为
B.图2中绳的拉力大小为
C.图1中轻杆对滑轮的支持力大小为
D.图2中轻杆对结点的支持力大小为
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AC
4.(2024·河北邢台期末)如图所示,轻杆 的左端用铰链与竖直墙壁连接,轻杆 的左端固定在竖直墙上。图1中两轻绳分别挂着质量为 、的物体,另一端系于点。图2中两轻绳分别挂着质量为、 的物体,另一端系于 点。四个物体均处于静止状态,图中轻绳、与竖直方向的夹角均为 。下列说法一定正确的是( )。
A.
B.
C.
D.
B
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