受力分析与平衡问题

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1、高考综合复习一受力分析与平衡问题曲审稿：李井军责编：郭金娟高考动向闺平衡类问题，不仅考查物体的受力分析，而且考查对力的处理方法。主要考查的知识点是：重力、弹力、摩擦力的产生条件及在力的三耍素的基础上对物体进行正确的受力分析,进行正交分解，根据共点力的平衡条件和力矩的平衡条件列方程求解。其中摩擦力，力的合成与分解是考查的热点，尤其是三个共点力的平衡问题。试题有一定的难度，且命题形式多样。为了抓住本部分的鬲考知识点，必须熟练灵活地掌握本部分知识的基本概念和基本技能及方法。另外与其他知识的综合平衡问题，如在电场力作用下带电粒子的平衡、安培力作用下物休的平衡等，也是考查的重点

2、。知识升华曲1、力的平衡鹵(1)力的平衡应物体在共点力的作用下的平衡叫力的平衡。(2)力的平衡条件闔在共点力作用下物体的平衡条件是合力为零,即F合=0,或者Fx=0,Fy=0o(3)平衡条件的应用闺物体的平衡条件在实际中有广泛的应用，特别在受力分析时，结合物体的平衡条件，nJ'确定未知力的人小和方向。2、受力分析的方法園(1)隔离法利整体法闺将研究对象与周围物休分隔或将相对位證不变的物体系作为一个整体來分析。(2)假设法囱在判断某力是否存在时，可先对其作出存在或不存在的假设，然后再就该力存在与不存在对物体运动状态是否产牛影响來判断该力是否存在。注意：①研究对象的受力图

3、，通常只画岀根据性质命名的力，不要把按效果分解的力或合成的力画进去，受力图完成后再进行力的合成或分解。①区分内力和外力。对儿个物体的整体进行受力分析吋，这儿个物体间的作用力为内力,不能在受力图中出现；当把某一物体单独隔离分析吋，原來的内力就变成了外力，要画在受力图上。②在难以确定物体的某些受力情况时，可先根据(或确定)物体的运动状态进行分析,再运用平衡条件或牛顿运动定律判定未知力。3、用平衡条件解题的常用方法鹵(1)力的合成、分解法園对于三力平衡，一般根据“任意两个力的合力与第三力等人反向”的关系，借助三角函数、相似三角形等手段求解；或将某一个力分解到另外两个力的反方

4、向上，得到这两个分力必与另外两个力等人、反向；对于多个力的平衡，利用先分解再合成的正交分解法。(2)力汇交原理圍如果一个物体受三个不平行外力的作用而平衡，这三个力的作用线必在同一平面上，而且必有共点力。(3)正交分解法阖将各力分解到工轴上和-轴上，运用两坐标轴上的合力等于零的条件②码=0迟弓7,多用于分析三个以上共点力作用下的物体的平衡°值得注意的是,对厂、产方向选择吋，尽町能使落在工、•：「轴上的力多；被分解的力尽可能是已知力。(4)矢量三角形法血物体受同一平而内三个互不平行的力作用平衡时，这三个力的矢量箭头首尾札I接恰好构成三角形，则这三个力的合力必为零，利用三角

5、形法求得未知力。(5)对称法血利用物理学中存在的各种对称关系分析问题和处理问题的方法叫做对称法。在静力学中所研究对象有些具有对称性，模型的对称往往反映岀物体或系统受力的对称性。解题屮注意到这一点，会使解题过程简化。(6)正弦定理法園三力平衡时，三个力可构成一封闭三角形，若由题设条件寻找到角度关系，则可用正弦定理列式求解。（7）相似三角形法闽利用力的三角形和线段三角形和似。4、平衡中的临界问题閨（1）临界问题血某种物理现象变化为另一种物理现象或物体从某种特性变化为另一种特性时，发牛质的飞跃的转折状态为临界状态，临界状态也可理解为“恰好出现”或“恰好不出现”某种现象的状态

6、，平衡物体的临界状态是指物体所处的平衡状态将要变化的状态，涉及临界状态的问题叫临界问题，解决这类问题一定要注意“恰好出现”或“恰好不出现”的条件。（2）解决临界问题的方法闺在研究物体的平衡时，经常遇到求某物理量的取值范围。这样就涉及平衡物体的临界问题。解决这类问题的基木思维方法是假设推理法。即先假设这样，然示再根据平衡条件及有关知识列方程求解。运用假设法解题的基本步骤是：①明确研究对彖；②画受力图；③假设可发牛的临界现象；④列岀满足所发生的临界现象的平衡方程求解。5、平衡物体中的极值问题窗（1）极值是指研究的平衡问题中某物理量变化时出现的最大值或最小值。歯屮学物理的极

7、值问题可分为简单极值问题和条件极值问题，区分的依据就是是否受附加条件限制。若受附加条件限制，则为条件极值。（2）研究平衡物体的极值问题的两种方法園①解析法根据物体的平衡条件列方程，在解方程时采用数学知识求极值。通常川到的数学知识有二次函数极值、均分定理求极值、讨论分式极值、三角函数极值，以及几何法求极值等。②图解法即根据物体的平衡条件作出力的矢量图，如只受三个力，则这三个力构成封闭矢量三角形，然后根据矢量图进行动态分析，确定最人值和最小值，此法简便、直观。例如：在三角形中一条边a的人小和方向都确定，另一条边b只能确定其方向（即a、b间的夹角（）确定）