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1、第3讲受力分析共点力的平衡一、受力分析1.定义把指定物体(研究对象)在特定的物理环境中受到的所有外力都找出来,并画出受力示意图的过程。2.受力分析的一般顺序先分析场力(重力、电场力、磁场力),再分析接触力(弹力、摩擦力),最后分析其他力。二、共点力的平衡1.平衡状态物体处于静止状态或匀速直线运动状态。2.共点力的平衡条件3.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,其中任何一个力与其余两个力的合力大小相等,方向相反;并且这三个力的矢量可以形成一个封
2、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,其中任何一个力与其余几个力的合力大小相等,方向相反。【提示】受力分析的三点提醒:(1)对分析出的每一个力都能找出施力物体,不能无中生有。(2)性质力与效果力不能重复分析。(3)受力分析完成后,要检查受力分析是否有误,能否使研究对象处于题设的物理状态。考点二考点三考点一考点一受力分析1.在常见的几种力中,重力是主动力,而弹力、摩擦力是被动力,其中存在弹力又是摩擦力存在的前提。2.分析受力时应按重力、弹力、摩擦力的顺序分析。3.物体的受力情况要与其运动情况相符,因此常常从物体的运动状态入手,去分析
3、某个力是否存在。考点四考点二考点三考点一典例1(2015·黑龙江模拟)L形木板P(上表面光滑)放在固定斜面上,轻质弹簧一端固定在木板上,另一端与置于木板上表面的滑块Q相连,如图所示。若P、Q一起沿斜面匀速下滑,不计空气阻力。则木板P的受力个数为()A.3B.4C.5D.6【解题思路】在P、Q一起沿斜面匀速下滑的过程中,弹簧对Q必然有弹力;选木板P为研究对象,它受到重力、斜面的支持力、斜面的摩擦力、Q对它的压力及弹簧对它的弹力5个力的作用,C项正确。【参考答案】C考点四考点二考点三考点一【规律方法】受力分析的两个易混点:(1)不要把研究对象所受的力与研究对象对其他物体
4、的作用力混淆。(2)区分内力与外力:对几个物体的整体进行受力分析时,这几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时,原来的内力变成外力,要在受力分析图中画出。考点四考点二考点三考点一(2016·重庆万州二中期中检测)一质量为m的物块恰好静止在倾角为θ的斜面上。现对物块施加一个竖直向下的恒力F,如图所示。则物块(A)A.仍处于静止状态B.沿斜面加速下滑C.受到的摩擦力不变D.受到的合外力增大【解析】最大静摩擦力大小近似等于滑动摩擦力,物块恰好静止在斜面上,则mgsinθ=μmgcosθ,即sinθ=μcosθ,当施加竖直向下的恒力F时对物块
5、受力分析,可得(mg+F)·sinθ=μ(mg+F)cosθ,物体的合力为零,物块仍处于静止状态,A项正确。考点四考点二考点三考点一考点二求解物体静态平衡问题的常用方法1.分解法:物体受到几个力的作用,将某一个力按力的效果进行分解,则其分力和其他力在所分解的方向上满足平衡条件。2.合成法:物体受几个力的作用,通过合成的方法将它们简化成两个力,这两个力满足平衡条件。3.正交分解法:将处于平衡状态的物体所受的力分解为相互正交的两组,每一组的力都满足二力平衡条件。4.力的矢量三角形法:物体受同一平面内三个互不平行的力的作用平衡时,这三个力的矢量箭头首尾相接,构成一个矢量三
6、角形;反之,若三个力的矢量箭头首尾相接恰好构成三角形,则这三个力的合力必为零。利用三角形定则,根据正弦定理、余弦定理或相似三角形等数学知识可求解未知力。考点四考点二考点三考点一典例2一根光滑杆弯成半圆形,杆上穿着质量为m的小球,用细绳系于杆的一端,如图所示,测得细绳与水平面的夹角为30°,设细绳对小球的拉力为FT,球所受杆的弹力为FN。则()A.FT=mg,FN=mgB.FT=mg,FN=2mg考点四考点二考点三考点一【解题思路】方法一(正交分解法)对小球受力分析,如图a所示:FN的反向延长线过圆心,由几何关系知,小球的重力、细绳的拉力与半径的夹角都为30°,沿切线
7、和半径方向分解G和FT,根据平衡条件知重力和拉力在切线方向的分力相等,即mgsin30°=FTsin30°,解得mg=FT;在垂直于切线方向上,FN=mgcos30°+FTcos30°=mg,C项正确。考点四考点二考点三考点一方法二(合成法)作出FT、FN的合成图,则由三力平衡变成了二力平衡,显然F=mg,由图b中几何关系可得,F=FT,2Fcos30°=FN,解得FT=mg,FN=mg,C项正确。方法三(分解法)重力mg有两个效果,有两个分量,F'T是使绳产生拉力,即F'T=FT。F'N是造成球对环形杆产生压力,F'N=FN。由几何关系可知FT=mg,FN=m
