内容正文:
复习课
第四章 共点力平衡
高中物理必修一
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01
02
目录
CONTENTS
受力分析
共点力平衡
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受力分析
01
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受力分析
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受力分析的四种方法
分析方法 核心概念 适用原则
整体法 将加速度相同的多个物体看作一个整体分析 求解系统整体加速度、外部对系统的作用力
隔离法 把研究对象从系统中分隔单独分析 分析系统内部物体间的相互作用力
状态法 结合运动状态判断力的存在与否 依据受力与运动状态匹配度,判断未知力是否存在
转换法 借助反作用力、关联物体间接判定受力 无法直接判断力时,通过反作用力或关联对象推断力的有无
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例题精选
例题
【参考答案】A
(2025·福建·高考真题)山崖上有一个风动石,无风时地面对风动石的作用力是F1,当受到一个水平风力时,风动石依然静止,地面对风动石的作用力是F2,以下正确的是( )
A.F2大于F1
B.F1大于F2
C.F1等于F2
D.大小关系与风力大小有关
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例题解析
解析
无风时,地面对风动石的作用力方向竖直向上,与重力平衡,大小为
当受到一个水平风力时,地面对风动石的作用力与竖直向下的重力及水平方向的风力F,三力平衡
根据平衡条件可知,地面对风动石的作用力大小为,故F2大于F1。故选A。
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例题精选
例题
【参考答案】D
(2025·陕晋青宁卷·高考真题)如图,质量为m的均匀钢管,一端支在粗糙水平地面上,另一端被竖直绳悬挂,处于静止状态,钢管与水平地面之间的动摩擦因数为、夹角为,重力加速度大小为g。则地面对钢管左端的摩擦力大小为( )A.mgcosθ B.mg C.mg D.0
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例题解析
解析
对钢管受力分析,如图所示
若钢管受到地面的摩擦力,则钢管水平方向受力不平衡,钢管不可能处于静止状态,故地面对钢管左端的摩擦力大小为零。ABC错误,D正确。故选D。
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例题精选
例题
【参考答案】AD
(多选)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之间一定有摩擦力
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例题解析
解析
由题可知,A、B均处于平衡状态,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,C错误;对B受力分析,如图乙所示,受到重力、A对B的弹力及摩擦力,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、D正确.
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例题精选
【参考答案】A
如图所示,一农民用三根相同的细线a、b、c将收获的甲、乙两袋玉米悬挂起来。已知甲的质量为2m、乙的质量为m。细线a与竖直方向的夹角为30°,细线c水平,重力加速度为g,下列说法正确的是
A.细线a与b间的夹角θ为150°
B.细线a中的拉力大小为3mg
C.三条细线中b所受拉力最大
D.若保持c水平,减小a与竖直方向的夹角,线c中的拉力不变
例题
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例题解析
对甲、乙整体受力分析可知FTa==2mg,
FTc=3mgtan 30°=mg
对乙受力分析可知FTb==2mg,则
三条细线中a所受拉力最大,设b与水平方向夹角为α,则tan α=,解得α=30°,可得细线a与b间的夹角θ=120°+30°=150°,选
项A正确,B、C错误;
设a与竖直方向的夹角为β,若保持c水平,对甲、乙整体受力分析可知FTc=3mgtan β,减小a与竖直方向的夹角β,线c中的拉力减小,选项D错误。
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共点力平衡
02
14
共点力平衡
1.平衡状态:物体 或做 .
2.平衡条件:F合= 或Fx= ,Fy= .
3.常用推论
(1)若物体受n个作用力而处于平衡状态,则其中任意一个力与其余(n-1)个力的合力 .
(2)若三个共点力的合力为零,则表示这三个力的有向线段首尾相接组成一个 三角形.
静止
匀速直线运动
0
0
0
大小相等、方向相反
封闭
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共点力平衡的处理方法
合成法 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大小相等,方向相反
效果
分解法 物体受三个共点力的作用而平衡,将某一个力按力的效果分解,则其分力和其他两个力满足平衡条件
正交分
解法 物体受到三个或三个以上力的作用而平衡,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
力的三
角形法 对受三个力作用而平衡的物体,将力的矢量图平移使三个力组成一个首尾依次相接的矢量三角形,根据正弦定理、余弦定理或相似三角形等数学知识求解未知力
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【参考答案】C
(2017·全国II卷·高考真题)如图,一物块在水平拉力F的作用下沿水平桌面做匀速直线运动.若保持F的大小不变,而方向与水平面成60°角,物块也恰好做匀速直线运动.物块与桌面间的动摩擦因数为( )
A.2- B.
C. D.
例题
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例题解析
解析
当拉力水平时,物体匀速运动,则拉力等于摩擦力,即:,当拉力倾斜时,物体受力分析如图
由平衡条件得:,
,又,
得摩擦力为:,
联立解得:,故选C.
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【参考答案】D
(2024·贵州卷)如图(a),一质量为m的匀质球置于固定钢质支架的水平横杆和竖直墙之间,并处于静止状态,其中一个视图如图(b)所示。测得球与横杆接触点到墙面的距离为球半径的1.8倍,已知重力加速度大小为g,不计所有摩擦,则球对横杆的压力大小为
A.mg B.mg
C.mg D.mg
例题
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例题解析
解析
对球进行受力分析如图,设球的半径为R,根据几何知识可得
sin α==0.8,根据平衡条件得FNcos α=mg,
解得FN=mg
根据牛顿第三定律知球对横杆的压力大小为
FN'=FN=mg,故选D。
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例题精选
【参考答案】D
(2022·海南卷·8)我国的石桥世界闻名,如图,某桥由六块形状完全相同的石块组成,其中石块1、6固定,2、5质量相同为m,3、4质量相同为m',不计石块间的摩擦,则m∶m'为
A. B.
C.1 D.2
例题
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例题解析
解析
六块形状完全相同的石块围成半圆对应的圆心角为180°,每块石块
对应的圆心角为30°,对第3块石块受力分析如图甲
结合力的合成可知tan 60°=
对第2块和第3块石块整体受力分析如图乙
tan 30°==2,故选D。
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例题精选
【参考答案】A
如图,质量m=2 kg的三角形木楔置于倾角θ=37°的固定粗糙斜面上,三角形木楔的AB边和AC边相等,∠BAC=74°,它与斜面间的动摩擦因数为0.5,水平向右的推力F垂直作用在AB边上,在力F的推动下,木楔沿斜面向上匀速运动,ABC与斜面在同一竖直平面内,重力加速度g取10 m/s2,sin 37°=0.6,则木楔匀速运动过程中受到的摩擦力大小为( )
A.20.0 N B.12.8 N
C.12.0 N D.8.0 N
例题
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例题解析
解析
因AB边和AC边长度相等,∠BAC=74°,由几何知识可知∠ABC=53°,由于斜面倾角θ=37°,故AB边竖直,推力F水平向右,对木楔的受力分析如图所示,根据平衡条件可得Fcos θ=Ff+mgsin θ,FN=Fsin θ+mgcos θ,摩擦力Ff=μFN,
联立解得Ff=20 N,故A正确。
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