2012届高考一轮复习课件：2.3受力分析物体的平衡

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1、第3讲受力分析物体的平衡一、受力分析1．受力分析的步骤：(1)选取对象——即确定受力物体(可以是单个物体，也可以是多个物体的组合)．(2)隔离物体——把研究对象从周围的环境中隔离开来，分析周围物体对研究对象的力的作用．按照先场力(重力、电场力、磁场力等)，后接触力(弹力、摩擦力)，再其他力的顺序进行分析；或先主动力，后被动力(弹力、摩擦力)的顺序进行分析．注意：分析的力为性质力，如重力、弹力、摩擦力等，不要分析效果力，如向心力、回复力等．(3)画受力图——把物体所受的力一一画在受力图上，并标明各力的符号和方向．(4)确定方向——即确定坐标系，规定正方向．(

2、5)列方程——根据平衡条件或牛顿第二定律，列出在给定方向上的方程．2．力的正交分解法．力的正交分解法是将已知力按互相垂直的两个方向进行分解的方法．当物体受三个以上的共点力作用时，用正交分解法为好．正交分解往往按解题需要分解，原则上使更多的力落在互相垂直的坐标轴上．二、物体的平衡1．平衡状态物体处于静止或匀速直线运动状态叫做平衡状态．注意：静止状态是指速度和加速度都为零的状态．如竖直上抛运动物体达最高点时速度为零，但加速度等于重力加速度，不为零，不是静止状态．2．平衡条件及推论物体的平衡条件是物体所受到的合外力为零，即F合＝0推论(1)：若物体受多个力作用而

3、平衡，则其中任意一个力与其余力的合力一定大小相等，方向相反，且作用在同一直线上.推论(2)：若一个物体受三个力而平衡，则三个力中任意两个力的合力必与第三个力大小相等，方向相反，且作用在同一直线上.若这三个力是非平行力，则三个力一定是共点力(三力交汇原理)．如果将这三个力的矢量平移，则一定可以得到一个首尾相接的封闭三角形.一、物体的受力分析问题：物体受力分析的原则是什么？解答：(1)根据力的概念，从施力物体出发，进行受力分析．(2)从力产生的原因出发，进行受力分析，一般场力(重力、电场力、磁场力)主要依据这一点进行受力分析．(3)从物体所处的状态(平衡和非平

4、衡态)入手结合各种力的特点，然后根据平衡条件或牛顿运动定律进行分析判断．例1：如图2－3－1所示，在墙角外的水平地面上，静止放一质量为4m、倾角为37°的三角形木块，在木块斜面与竖直墙壁间静止放有一质量为m的光滑的小球，则木块对地面压力的大小为________，地面对木块的静摩擦力大小为________．点评：受力分析时，弹力和摩擦力的大小和方向往往不能准确确定下来，必须根据物体受到的一些力和物体的运动状态，运用假设法进行分析判断．譬如该题中地面对木块的摩擦力的方向是根据对m的受力分析之后，才能判断得到的．警示：(1)受力分析时时常出现的失误是添力、漏力或

5、错误的判断力的方向，要防止这一点，有效的方法是按顺序分析力(先重力，再接触力，最后其他力)，最后找出每一个力的施力物体．(2)受力分析是解决力学问题的一个必然步骤，在高考中多与其他知识点结合起来进行考查．二、正交分解法在解决平衡问题中的运用问题：运用正交分解法解决物体的平衡问题的主要依据是什么？解答：若物体处于平衡状态，则所受合外力为零，在两个相互垂直的方向上将所有力分解后，在两个方向上分别合成，在这两个方向上的合力都为零，从而获得两个独立的方程．正交分解法的优点是避免了多个成特殊角度的力的矢量合成，分解后，只要处理一条直线上的力的合成问题．例2：质量为m

6、的木块在推力F作用下，在水平地面上做匀速运动，如图2－3－2所示．已知木块与地面间的动摩擦因数为μ，那么木块受到的滑动摩擦力为下列各值中的哪个()A．μmgB．μ(mg＋Fsinθ)C．μ(mg＋Fcosθ)D．Fcosθ解析：木块匀速运动时受到四个力的作用：重力mg、推力F、支持力FN、摩擦力Fμ.沿水平方向建立x轴，将F进行正交分解，如图(这样建立坐标系只需分解F)，由于木块做匀速直线运动，所以，在x轴上，向左的力等于向右的力(水平方向二力平衡)；在y轴上向上的力等于向下的力．即Fcosθ＝FμFN＝mg＋Fsinθ又由于Fμ＝μFN所以Fμ＝μ(mg

7、＋Fsinθ)答案：BD点评：使用正交分解法选择坐标系时，要求尽可能多的力“落”在坐标轴上或关于坐标轴对称．警示：物体受三力平衡时，利用力的效果分解法或合成法比较简单，而受四个以上的力作用时，一般要采用正交分解法．三、整体法和隔离法在平衡问题中的运用问题：怎样处理平衡问题？解答：1.情境(1)一般平衡：物质受到若干个力而处于平衡状态．已知其中一些力需求某个力，构建已知力与未知力之间的关系．(2)特殊平衡①动态平衡：物体受到的若干个力中某些力在不断变化，但物体的平衡状态不变．这类问题一般需把握动(如角度)与不动(如重力)的因素及其影响关系．②临界平衡：当物体

8、的平衡状态即将被破坏而尚未破坏时对应的平衡．这类问题需把握一些特殊