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《2020届高考物理总复习第二单元相互作用微专题2受力分析共点力平衡教师用书（含解析）》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、微专题2 受力分析 共点力平衡一物体的受力分析 1.是否受力的判断方法方法解读假设法在未知某力是否存在时,先对其做出存在的假设,然后根据该力存在对物体运动状态的影响来判断该力是否存在动力学分析法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求解的方法 2.受力分析的四个步骤【温馨提示】 受力分析图画好后,一定要判断一下受力情况与物体的运动状态是否相符合,不要“多力”或“丢力”。①防止“多力”的有效途径是找力的施力物体,若某力有施力物体则它实际存在,无施力物体则它不存在,另外合力与分力不要重复分析。②按正确的顺序进行受力分析是保证不“丢力”的有效措施。例1 (多选)
2、如图甲所示,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之间一定有摩擦力解析 对A、B整体受力分析,如图乙所示,整体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,故C项错误;对B受力分析如图丙所示,其受到重力、A对B的弹力及摩擦力而处于平衡状态,故B只能受到三个力,B项错误;对A受力分析,如图丁所示,其受到重力、推力、B对它的弹力和摩擦力,共四个力,A、D两项正确。乙丙丁
3、答案 AD二处理平衡问题的常用方法方 法内 容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(续表)方 法内 容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 【温馨提示】 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
4、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。例2 在科学研究中,可以用风力仪器直接测量风力的大小,其原理如图甲所示,仪器中一根轻质金属丝下悬挂着一个金属球,无风时,金属丝竖直下垂;当受到沿水平方向吹来的风时,金属丝偏离竖直方向一个角度。风力越大,偏角越大,通过传感器,就可以根据偏角的大小测出风力的大小。求风力大小F跟金属球的质量m、偏角θ之间的关系。解析 方法一 力的合成法如图乙所示,风力F和拉力FT的合力与重力等大反向,由平行四边形定则可得F=mgtanθ。方法二 效果分
5、解法重力有两个作用效果,使金属球抵抗风的吹力和使金属丝拉紧,所以可以将重力沿水平方向和金属丝的方向进行分解,如图丙所示,由几何关系可得F=F'=mgtanθ。乙丙丁方法三 正交分解法以金属球为坐标原点,取水平方向为x轴,竖直方向为y轴,建立坐标系,如图丁所示根据平衡条件有Fx合=FTsinθ-F=0Fy合=FTcosθ-mg=0解得F=mgtanθ。答案 F=mgtanθ三整体法和隔离法的应用问题 整体法与隔离法比较整体法隔离法概念将加速度相同的几个物体作为一个整体来分析的方法将研究对象与周围物体分隔开的方法选用原则研究系统外的物体对系统整体的作用力或系统整体的加速度研究系统
6、内物体之间的相互作用力 例3 (多选)如图所示,质量为M的木板C放在水平地面上,固定在C上的竖直轻杆的顶端用细绳a连接小球A,另一细绳b两端分别连接小球A和小球B,小球A、B的质量分别为mA和mB,当与水平方向成30°角的力F作用在小球B上时,A、B、C刚好相对静止一起向右匀速运动,且此时绳a、b与竖直方向的夹角分别为30°和60°,则下列判断正确的是( )。A.力F的大小为mBgB.地面对C的支持力等于(M+mA+mB)gC.地面对C的摩擦力大小为12mBgD.mA=mB解析 以B为研究对象受力分析,水平方向受力平衡,有Fcos30°=Tbcos30°,得Tb=F,竖直方
7、向受力平衡,则Fsin30°+Tbsin30°=mBg,得F=mBg;以A为研究对象受力分析,竖直方向有mAg+Tbsin30°=Tasin60°,水平方向有Tasin30°=Tbsin60°,联立解得mA=mB,故A、D两项正确。以A、B、C整体为研究对象进行受力分析,水平方向有f=Fcos30°=mBgcos30°=32mBg,竖直方向有N+Fsin30°=(M+mA+mB)g,可见N小于(M+mA+mB)g,故B、C两项错误。答案 AD变式1 (多选)如图甲所示,桌面上固定一个光滑竖直
