第7讲 受力分析 共点力的平衡 讲义 -2027届高三物理一轮复习
第7讲 受力分析 共点力的平衡 讲义
知识梳理：
1．受力分析
(1)定义：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，这个过程就是受力分析。
(2)步骤
①明确研究对象
研究对象选取方法：整体法或隔离法，可以是单个物体，也可以是多个物体的组合。
②进行受力分析：先分析重力和已知力，再按接触面分析弹力、摩擦力，最后分析其他力(静电力、磁场力等)。
③画力的示意图：将物体受到的力一一画在受力示意图上，准确标出各力的方向，尽量做到大力长线、小力短线。
2．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。
(3)推论
①二力平衡：如果物体在两个共点力的作用下处于平衡状态，这两个力必定大小相等，方向相反。
②三力平衡：如果物体在三个共点力的作用下处于平衡状态，其中任意两个力的合力一定与第三个力大小相等，方向相反。
③多力平衡：如果物体受多个共点力作用处于平衡状态，其中任何一个力与其余力的合力大小相等，方向相反。
考点一 受力分析
受力分析的四种方法
整体法 | 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的方法 |
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隔离法 | 将所研究的对象从周围的物体中分离出来，单独进行受力分析的方法 |
状态法 | 根据其他力与物体的运动状态是否相符判断该力是否存在 |
转换法 | 在受力分析时，若不能确定某力是否存在，则： (1)可以转换为分析该力的反作用力，根据其反作用力是否存在，判断该力是否存在； (2)可以转换为分析与该力相关的其他研究对象，通过对其他研究对象进行受力分析，判断该力是否存在 |
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、摩擦力的有无及方向的常用方法。
(3)善于转换研究对象，尤其是在弹力、摩擦力的方向不易判定的情形中，可以分析与其接触物体的受力，再应用牛顿第三定律判定。
典例1：如图所示，工人利用滑轮组将重物缓慢提起，下列说法正确的是( )
A．工人受到的重力和支持力是一对平衡力
B．工人对绳的拉力和绳对工人的拉力是一对作用力与反作用力
C．重物缓慢拉起的过程中，绳子拉力变小
D．重物缓慢拉起的过程中，绳子拉力不变
答案 B 解析 对人受力分析如图1所示，则有FN＋FT＝mg，其中工人对绳的拉力和绳对工人的拉力是一对作用力与反作用力，A错误，B正确；对滑轮受力分析如图2所示，则有FT＝
，则随着重物缓慢拉起的过程，θ逐渐增大，则FT逐渐增大，C、D错误。
典例2：如图所示，在斜面上木块A与B的接触面是水平的，绳子呈水平状态，两木块均保持静止。则木块A和木块B受力个数不可能为( )
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A．2个和4个 B．3个和4个
C．4个和4个 D．4个和5个
答案 B 解析 B必定受到重力、A对B的压力、斜面的支持力三个力，此外，A对B可能有摩擦力，也可能无摩擦力，斜面对B可能有静摩擦力，也可能没有静摩擦力，B静止，则这两个摩擦力至少有一个，因此B受到4个力或5个力；而A除受到支持力与重力外，还可能受到拉力及B对A的摩擦力，因此A可能受到2个力或4个力。当B对A没有摩擦力时，A、B受力个数分别为2个和4个；当B对A有摩擦力时，斜面对B可能有静摩擦力，也可能没有静摩擦力，A、B受力个数可能为4个和4个或4个和5个。故选ACD。
考点二 共点力的平衡条件及应用
1.常用的方法
| 注意事项 | 优点 |
合成法 | (1)表示三个力大小的线段长度不可随意画； (2)两力的合力与第三个力等大反向 | 对于物体所受的三个力，有两个力相互垂直或两个力大小相等的平衡问题求解较简单 |
分解法 | 将其中一个力按作用效果分解，其两个分力分别与物体受到的另两个力等大反向 | |
正交分解法 | 选坐标轴时应使尽量多的力与坐标轴重合 | 对于物体受三个以上的力处于平衡状态的问题求解较方便 |
力的三角形法 | 将三个力的矢量图平移，构成一个首尾依次相连接的矢量三角形 | 常用于求解一般矢量三角形中未知力的大小和方向 |
2.处理平衡问题的三个技巧
(1)物体受三个力平衡时，利用力的分解法或合成法比较简单。
(2)物体受四个或四个以上的力作用时，一般要采用正交分解法。
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