高考物理专题复习：受力分析共点力平衡

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1、专题2.3受力分析共点力平衡【高频考点解读】1.学会进行受力分析的一般步骤与方法.2.掌握共点力的平衡条件及推论.3.掌握整体法与隔离法，学会用图解法分析动态平衡问题和极值问题．【热点题型】题型一物体的受力分析例1、如图241所示，固定斜面上有一光滑小球，由一竖直轻弹簧P与一平行斜面的轻弹簧Q连接着，小球处于静止状态，则关于小球所受力的个数不可能的是(　　)图241A．1　　　　　　　　　　B．2C．3D．4【提分秘籍】一般步骤【举一反三】如图242所示，物体A置于水平地面上，力F竖直向下作用于物体B上，A、B保持静止，则物体A的受力个数为(　　)1

2、5图242A．3B．4C．5D．6题型二解决平衡问题的四种常用方法例2、(多选)如图243所示，光滑的夹角为θ＝30°的三角杆水平放置，两小球A、B分别穿在两个杆上，两球之间有一根轻绳相连，现在用力将小球B缓慢拉动，直到轻绳被拉直时，测出拉力F＝10N，则此时关于两个小球受到的力的说法正确的是(小球重力不计)(　　)图243A．小球A受到杆对A的弹力、绳子的张力B．小球A受到的杆的弹力大小为20NC．此时绳子与穿有A球的杆垂直，绳子张力大小为ND．小球B受到杆的弹力大小为N解析：因杆光滑，小球重力不计，故当轻绳被拉直时，小球A仅受杆的弹力FN2和绳子

3、的张力FT两个力作用，且有FN2＝FT，A正确；小球B受三个力处于平衡状态，将拉力FT正交分解，由平衡条件得：FTcos60°＝F，FTsin60°＝FN1，解得：FT＝20N，FN1＝10N。FN2＝FT＝20N，故B正确，C、D错误。15答案：AB【方法规律】处理平衡问题的两点说明(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)解平衡问题建立坐标系时应使尽可能多的力与坐标轴重合，需要分解的力尽可能少。物体受四个以上的力作用时一般要采用正交分解法。【提分秘籍】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

4、等，方向相反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时，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力作用而平衡的物体，将力的矢量图平移使三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【举一反三】如图244所示，光滑半球形容器固定在水平面上，O为球心。一质量为m的小滑块，在水平力F的作用下静止于P点。设滑块所受支持力为FN，OP与水平方向的夹角为θ。下列关系正确的是(　　)图244A

5、．F＝　　　　　　　　B．F＝mgtanθC．FN＝D．FN＝mgtanθ解析：选A　解法一：合成法。滑块受力如图甲，由平衡条件知：＝tanθ⇒F＝，FN＝。15解法二：效果分解法。将重力按产生的效果分解，如图乙所示，F＝G2＝，FN＝G1＝。解法三：正交分解法。将滑块受的力水平、竖直分解，如图丙所示，mg＝FNsinθ，F＝FNcosθ，联立解得：F＝，FN＝。解法四：封闭三角形法。如图丁所示，滑块受的三个力组成封闭三角形，解直角三角形得：F＝，FN＝。题型三解决动态平衡问题的三种方法例3、如图246所示，A、B为同一水平线上的两个绕绳装置，转动A

6、、B改变绳的长度，使光滑挂钩下的重物C缓慢竖直下降。关于此过程中绳上拉力大小的变化，下列说法中正确的是(　　)图246A．不变B．逐渐减小C．逐渐增大D．可能不变，也可能增大答案：B【提分秘籍】15通过控制某些物理量，使物体的状态发生缓慢地变化，物体在这一变化过程中始终处于一系列的平衡状态中，这种平衡称为动态平衡。解决此类问题的基本思路是化“动”为“静”，“静”中求“动”，具体有以下三种方法：(一)解析法对研究对象进行受力分析，先画出受力示意图，再根据物体的平衡条件列式求解，得到因变量与自变量的一般函数表达式，最后根据自变量的变化确定因变量的变化。(

7、二)图解法对研究对象在动态变化过程中的若干状态进行受力分析，在同一图中作出物体在若干状态下所受的力的平行四边形，由各边的长度变化及角度变化来确定力的大小及方向的变化，此即为图解法，它是求解动态平衡问题的基本方法。此法的优点是能将各力的大小、方向等变化趋势形象、直观地反映出来，大大降低了解题难度和计算强度。此法常用于求解三力平衡且有一个力是恒力、另有一个力是方向不变的问题。(三)相似三角形法在三力平衡问题中，如果有一个力是恒力，另外两个力方向都变化，且题目给出了空间几何关系，多数情况下力的矢量三角形与空间几何三角形相似，可利用相似三角形对应边成比例进行

8、计算。【举一反三】用一轻绳将小球P系于光滑墙壁上的O点，在墙壁和球P之间夹有一矩形物块Q，如图247所示。P