2.3　专题提升：受力分析　共点力的平衡　“活结”与“死结”、“动杆”与“定杆”问题 课件 -2027届高考物理一轮复习

该高中物理高考复习课件聚焦“受力分析与共点力平衡”专题，覆盖受力分析方法、平衡条件应用及“活结”“死结”“动杆”“定杆”模型等高考核心考点，依据高考评价体系梳理考点权重，归纳整体法与隔离法、正交分解法等常考题型，体现备考针对性。 课件亮点在于“模型建构+真题解析+技巧提炼”，如典例1通过整体与隔离法分析木块受力，培养科学思维；典例5对比“动杆”“定杆”模型，强化相互作用观念。设对点演练与方法总结，助学生掌握平衡问题突破技巧，教师可据此精准教学，提升高考冲刺效率。

第8课时　专题提升受力分析　共点力的平衡　 “活结”与“死结”、“动杆”与“定杆”问题 考点一　受力分析 1.受力分析的三种方法 假设法 在未知某力是否存在时,先对其作出不存在的假设,然后根据该力不存在对物体运动和受力状态的影响来判断该力是否存在 状态法 对于平衡状态的物体进行受力分析时,根据其平衡条件进行分析;对加速运动的物体进行受力分析时,应用牛顿运动定律进行分析 转换法 在受力分析时,若不能直接确定某力是否存在,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 2.受力分析的一般步骤 典例1　两个相同的楔形木块A、B叠放后分别以图甲、乙两种方式在水平外力F1和竖直外力F2作用下,挨着竖直墙面保持静止状态,则在此两种方式中,木块B受力个数之比为(　　) A.4∶4 B.4∶3 C.5∶3 D.5∶4 C 解析 图甲中,根据整体法可知,木块B除了受重力外,一定受到墙面水平向右的弹力(与水平推力平衡)和竖直向上的静摩擦力(与重力平衡),隔离B分析,其一定还受到A的弹力(垂直于接触面向左上方),隔离A分析,A受到重力、水平向左的推力、B对其垂直于接触面向右下的弹力,这样的三个力不可能使A平衡,所以A一定还要受到B对其沿接触面斜向右上的静摩擦力才能平衡,可知B一定受到A沿接触面斜向左下的静摩擦力,故B共受5个力的作用;图乙中,据整体法可知B与墙面间既无弹力也无摩擦力,所以B受重力和A的弹力及摩擦力共3个力的作用。则在此两种方式中,木块B受力个数之比为5∶3,故选C。 对点演练1　如图所示,在水平桌面上用纳米微吸支架支起手机,下列说法正确的是(　　) A.手机一定受到摩擦力的作用 B.支架对桌面的压力等于手机的重力 C.支架一定受到桌面的静摩擦力作用 D.手机对支架的压力和支架对手机的支持力是一对平衡力 A 考点二　共点力的平衡条件及应用 1.平衡条件 (1)物体所受合外力为零,即F合=0。 (2)若采用正交分解法,平衡条件表达式为Fx=0,Fy=0。 2.平衡条件的推论 (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,其中任何一个力与另外两个力的合力大小相等、方向相反,并且这三个力可以形成一个封闭的矢量三角形。 (3)多力平衡:如果物体在多个共点力的作用下处于平衡状态,其中任何一个力与另外几个力的合力大小相等、方向相反。 3.多力平衡问题 方法 适用条件 注意事项 优点 合成法 物体受三个力作用而平衡 (1)两力的合力与第三个力等大反向 (2)表示三个力大小的线段长度不可随意画 对于物体所受的三个力中,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 物体受三个力作用而平衡 将其中一个力沿另两个力的方向分解,则两个分力分别与另两个力等大反向 正交分解法 物体受三个或三个以上的力作用而平衡 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 考向1　力的合成法解决受力平衡问题 典例2　如图所示,静止悬挂的木箱重力为G,绳OM的拉力为FM,则(　　) A.FM=G B.FM=G C.FM=G D.FM=2G A 考向2　力的分解法解决受力平衡问题 典例3　四旋翼无人机通过改变前后端的旋翼转速,形成前后旋翼升力差,使机体倾斜,产生垂直于机体指向前上方的力,实现朝前飞行。一架重为G的四旋翼无人机正匀速朝前飞行,机体与水平方向夹角为θ,已知空气阻力的大小与其速度大小成正比,比例系数为k,方向与运动方向相反。则无人机的飞行速度大小为(　　) A. B. C. D. D 解析 对飞机受力分析,并把垂直于机体指向前上方的力F分解,如图所示。飞机做匀速直线运动,则有Fcos θ=G,Fsin θ=Ff,又因为Ff=kv,解得v=,故选D。 对点演练2　图甲是一种大跨度悬索桥梁,图乙为悬索桥模型。六对轻质吊索悬挂着质量为M的水平桥面,吊索在桥面两侧竖直对称排列,其上端挂在两根轻质悬索上(图乙中只画了一侧分布),悬索两端与水平方向成45°,则一根悬索水平段CD上的拉力大小是(　　) 甲 乙 A. B.Mg C. D.Mg A 解析 对左边的悬索ABC受力分析如图所示,由平衡条件可得FTD=FTcos 45°,FTsin 45°=,解得FTD=,选项A正确。 考点三　“活结”与“死结”、“动杆”与“定杆” 1.“活结”与“死结”模型 (1)“活结”模型 “活结”把绳子分为两段,且可沿绳移动,“活结”一般由绳跨过滑轮或绳上挂一光滑挂钩而形成,绳子因“活结”而弯曲,但实际为同一根绳。关键语句“光滑挂钩”“光滑滑轮”。 特点:活结两侧绳子上的拉力大小处处相等。 (2)“死结”模型 “死结”把绳子分为两段,且不可沿绳子移动,“死结”两侧的绳因结而变成两根独立的绳,关键语句“节点”“系住”。 特点:死结两侧的绳子拉力不一定相等。 2.“动杆”与“定杆”模型 (1)“动杆”模型 轻杆用光滑的转轴或铰链连接,轻杆可围绕转轴或铰链自由转动。关键语句“光滑的转轴”“铰链连接”。 特点:当杆处于平衡状态时,杆的弹力方向一定沿着杆。 (2)“定杆”模型 轻杆被固定在接触面上,不发生转动,关键语句“固定”“插在墙里”。 特点:杆的弹力方向不一定沿杆,可沿任意方向。 考向1　绳类“死结”“活结”的平衡问题 典例4　如图所示,在质量为m=1 kg的重物上系着一条长30 cm的AO细绳,细绳的另一端连着一个重力不计的圆环,圆环套在水平的棒上可以滑动,环与棒间的动摩擦因数μ=0.75,另一条细绳,在其一段跨过定滑轮,定滑轮固定在距离圆环50 cm的地方,当细绳的端点挂上重物G,而圆环将要开始滑动时,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力, sin 37°=,g取10 m/s2。 试问: (1)重力不计的轻质圆环A受到的摩擦力方向? (2)AO细绳的拉力是多少? (3)重物G的重力多大? 答案 (1)水平向右　(2)8 N　(3)6 N 解析 (1)圆环A将要开始滑动时,圆环A受到的拉力方向沿斜左下方,将其分解成水平向左和竖直向下的两个分力,其中水平向左的分力与摩擦力平衡,所以A环受到的摩擦力方向水平向右。 (2)(3)对圆环分析,因为圆环质量不计,将要开始滑动时,所受的静摩擦力刚好达到最大值,FTcos θ=Ff,FTsin θ=FN, Ff=μFN,解得θ=53°,根据几何关系可知φ=90°。对结点O受力分析(O点为死结,两侧绳的拉力不等),如图所示。可知mgsin θ=FT,mgcos θ=F,解得FT=8 N,F=6 N,则G=F=6 N。 考向2　杆类 “动杆”“定杆”的平衡问题 典例5　甲图中,轻杆AB一端与墙上的光滑的铰链连接,另一端用轻绳系住,绳、杆之间夹角为30°,在B点下方悬挂质量为m的重物。乙图中,轻杆CD一端插入墙内,另一端装有小滑轮,现用轻绳绕过滑轮挂住质量为 m的重物,绳、杆之间夹角也为30°。甲、乙中杆都垂直于墙, 则下列说法正确的是(　　) A.甲、乙两图中杆中弹力之比为1∶ B.甲图中杆的弹力更大 C.两根杆中弹力方向均沿杆方向 D.若甲、乙中轻绳能承受最大拉力相同, 则物体加重时,乙中轻绳更容易断裂 甲 乙 B 解析 甲图中的杆有铰链相连,可以自由转动,弹力方向沿杆方向,乙图中的杆一端插在墙里,不能自由转动,弹力方向不一定沿杆方向,而是沿两根绳合力的反方向,故C错误;甲、乙图受力分析如图所示。 甲 乙 图甲中,以B点为研究对象,根据平衡条件可得FT=mg,图乙中,以D点为研究对象,受到重物的拉力、上边绳的拉力和CD杆的弹力,由于拉力F'和重力的夹角为120°且大小均为mg,则由几何知识可得FT'=mg,即轻杆受到的弹力为mg,则有FT∶FT'=∶1,故A错误,B正确;甲图中轻绳的拉力为F==2mg,乙图中轻绳的拉力F'=mg,若甲、乙中轻绳能承受最大拉力相同,则物体加重时,甲中轻绳更容易断裂,故D错误。 $