1、第4節受力分析共點力的平衡理解透概念公式定理/一、受力分析1.受力分析的定義把指定物體(研究對象)在特定的物理環境中受到的所有外力都找出來，并畫出受力示意 圖，這個過程就是受力分析.2.受力分析的一般步驟邊分析邊將力一一iwi在受力示意 圖上準確標出各力的方向盡帛 做到大力長線、小力短線二.共點力作用下物體的平衡1.平衡狀態(1)靜止：物體的速度和加速度都等于零的狀態.(2)勻速直線運動：物體的加速度為零.速度不為零的狀態.2-平裔條件物體所受合外力為零，即F合=0 注2(2)若采用正交分解法，平衡條件表達式為心=0, Fr=0.3 物體平衡條件的相關推論(1)二力平衡： 如果物體在兩個共點力

2、的作用下處于平衡狀態， 這兩個力必定大小相等, 方向相反。(2)三力平衡：如果物體在三個共點力的作用下處于平衡狀態，其中任意兩個力的合力 一定與第三個力大小相等、方向相反.注3(3)多力平衡：如果物體受多個力作用處于平衡狀態，其中任何一個力與甚金力的合力 大小相等，方向相反.注解釋疑注1(1)只分析物體受到的力，不分析物體對其他物體的力.(2)只分析外力，不分析內力.(3)性質力和效果力不可重復分析.(慕礎不牢地動山搖)先分析巫力、場力和C知力 再 按曲面分析彈力 .摩擦力 最后分 析其他力吐畫受力示意圖(4)分力與合力不可重復分析.注2物體處于平衡狀態時，所受合力一定為*,物體所受合力為軍時

3、，也一定處于平 衡狀態，即合力為零是平衡狀態的充要條件。注3三力首尾相連，構成封閉三角形。深化那1物體速度為零時，不一定處于平衡狀態，如豎直上拋運動到最高點。2.物體處于平衡狀態時，沿任意方向的合力均為0。3.物體受多個力作用處于平衡狀態時，其中幾個力的合力與其余力的合力必定等大反 向.【基礎自測:一、判斷題(1)對物體受力分析時，只能畫該物體受到的力，其他物體受到的力不能畫在該物體上.(V)(2)物體沿光滑斜面下滑時，受到重力、支持力和下滑力的作用。(X)(3)物體的速度為零即處于平衡狀態.( (X)(4)物體處于平衡狀態時，其加速度一定為零.( (J)(5)物體受兩個力作用處于平衡狀態，這

4、兩個力必定等大反向。(V)(6)物體處于平衡狀態時，其所受的作用力必定為共點力.(X)(7)物體受三個力竹、佗、凡作用處于平衡狀態，若將佗轉動90。，則三個力的合力大 小為迄FA(V)二、選擇題1. (2013康高令)如圖所示，某人靜躺在椅子上，椅子的靠背 與水平面之間有固定傾斜角e.若此人所受重力為G,則椅子各部分 對他的作用力的合力大小為()C. Geos0解析：A A人黔躺在椅子上.處于平衡狀態，因此，椅子各部分對他的作用力的合 力與人的重力G等大反向.A正確。2.如圖，質量mAmH的兩物體A、B疊放在一起，靠著豎直墻面，讓它們由靜止釋放，在沿粗糙墻面下落過程中，物體的受力示意圖是()L

5、EDe/ NABCD解析：逸A A與整體同時沿豎直墻面下滑.受到重力，墻璧對其沒有支持力，如呆有，將會向右加違運動，因為沒有彈力，故也不受墻璧的摩擦力，即只受重力，做自由 落體運動.由于整體做自由落體運動，處于完全失重狀態，故A、間無彈力，再對物體B受力分析，只受重力，故A項正確3.科股處修1 P97 T（多選）如圖所示，水平地面上的物體A,在斜向上的拉力F的作用下，向右做勻速運動，則下列說法中正確的 是（）A.物體A可能只受到三個力的作用B 物體A定受到四個力的作用C.物體A受到的滑動摩擦力大小為Feos &D.物體A對水平面的壓力大小一定為Fsin0解析：遶BC物體水平向右做勻速運動，合力

6、必為輩，所以必受水平向左的摩擦力，且有/=Fcos3.因滑動摩擦力存在，地面一定對物體A有蹩直向上的支持力，且有N=mg-Fsin0,所以選項B、C正確，A、D錯誤高考對本節內容的考査，主要集中在共點力的平衡條件及其推論.整體法與隔離法的應用等，其中動態平衡問題常結合實際應用進行考査，主要以選擇題的形式呈現，難度中研究好題型考法技巧考點一 物體的受力分析基礎自修類題點全練:1【單個物體（多選）如圖所示，固定斜面上有一光滑小球，與一豎直輕彈簧P和一平 行斜面的輕彈餐0連接著，小球處于靜止狀態，則關于小球所受力的個數可能的是（）B. 2D. 4解析：選BCD設小球質董為叫 若FP=mg9則小球只受

7、拉力“和重力/g兩個力 作用；若則小球受拉力幾、重力加g、 支持力和彈簧0的彈力四個力作用; 若=0,則小球要保持靜止，應受/、FQ和加g三個力作用，故小球受力個數不可能為lo A錯誤，B. C.D正確.2【多個物體的受力分析如圖所示，質童為加的正方體和質童為M的正方體放在兩豎直墻和水平面間，處于靜止狀態.加和M的接觸面與豎宜方向的夾角為a,重（堂難理淸能力大增）力加速度為g,若不計一切摩擦，下列說法正確的是（）A.水平面對正方體M的彈力大于（M+/）gB.水平面對正方體M的彈力大小為aC.墻面對正方體加的彈力大小為mgtanaD.墻面對正方體M的彈力大小為mcota解析：選D對M和加構成的從

8、體進行受力分析，如圖甲所示，蔓體受重力（M+g、 水平面的支持力N、兩墻面的支持力心和NM,由于兩正方體受力平衡，糧據共點力平衡 條件，水平面對正方體M的彈力大小為N=（M+/）g,故A、B錯誤.對加進行受力分析，受重力加g、墻面的支持力N”,、M的支持力N,如圖乙所示， 根據共點力平衡條件有，8:直方向mg=N,sin a;水平方向cosa,解得Nm=mgcota,沖墻面對正方體加的彈力大小等于/cot a;由整體法可知N“=N 叭則墻面對正方體M的彈力大小為Ar.,/=mgcot a,故C錯誤，D正確。3受力分析與物體運動狀態的綜合磁性車載支架（圖1吸用方便，它的原理是將一個引磁片貼在手機

9、背面，再將引磁片對 準支架的磯盤放置，手機就會被牢牢地吸附住（圖2）.下列關于手機（含引磁片，下同）的說法中正確的是（）（）B.汽車靜止時，支架對手機的作用力大小等于手機的重力大小C.當汽車以某一加速度向前加速時，手機可能不受支架對它的摩擦力作用D.只要汽車的加速度大小合適，無論是向前加速還是減速，手機都可能不受支架對它 的摩擦力作用解析：選B手機處于靜止狀態時，受力平衡，手機共受到重力、支架的支持力、 擦力以及星盤的吸引力，共4個力的作用，A錯誤；手機處于靜止狀態時，支架對手機的 支持力、斥擦力、吸引力的合力與手機重力等大反向，B正確；因璉盤對手機的吸引力和 手機所受支持力均與引琳片垂直，只

10、要汽車有向前的加速度時，一定有沿餅面向上的摩擦圖1A.汽車靜止時，手機共受三個力的作用1.整整體法與BW8法整體法隔離法槪念將加速度相同的幾個物體作為 一個整體來分析的方法將研憲對象與周圍物體分隔開 的方法選用 原則 研究系統外的物體對系統整體 的作用力或系統整體的加速度研究系統內物體之間的相互作 用力2.受力分析的注意事項意事項(1)養成按照一定順序進行受力分析的習慣。(2)涉及彈簧彈力時.要注童拉伸或圧縮可能性分析。(3)分析摩擦力時要特別注意摩擦力的方向！(4)對于不能確定的力可以采用假設法分析.考點二 解答平衡問題的常用方法方法模型類典例如圖所示，一個半球形的碗放在桌面上，碗口水平O點

11、為其 球心，碗的內表面及碗口是光滑的。一根細線跨在碗口上，線的兩端分別 系有質為如和mz的小球，當它們處于平衡狀態時，質為mi的小球與0點的連線與水平面的夾角=600,則兩小球的質量之比計為()B.【解析法一：合成法小球加1受拉力八 支持力N.重力加培三力作用而處于平衡狀態. 受力分析如圖甲所示，小球加i處于平衡狀態，故NET的合力F=加氐. 根據合力公式可得F=yjN+T+2NTcos &=mig9將N=T=加證，0=60。代入上式解得等=申，故選項A正確./ I /3 : 1,遶項A正確；議 OOi=h, OA=x9圓環的半徑為細線.04的拉力大小為環對A的支持力大小為如圖1所示，則根據

12、三角形相似有?=普=晉，當x變小時，F也變小，但M不變，選項B錯溟；設如線04與001間夾角為乞 以小球半圓環和木板整體受力分析如圖2所示，地面對木板的摩擦 力大小/=Fsin =-xsin09而xsin0表示小球A與O間的水平距離，是逐漸變小的故 /逐浙變小選項C正確；地面對木板的支持力大小N2=（mM+/HZ1+W）gFeos0=（m Gg號產xcos 0,而xcos0表示小球A與O間的豎直距離，是邃漸變小的，M逐漸変大，選項D錯誤.【答案【答案AC“融會貫通”歸納 一動態平術與“幾何繩”的結合1.豎宜放置的“I I”形支架上，一根不可伸長的輕繩通過不計摩 擦的輕質滑輪懸掛一重物G,現將輕

13、繩的一端固定于支架上的A點， 另 一端從B點 （與A點等高）沿支架緩慢地向C點靠近，則繩中拉力大小變 化的情況是（）A.變大C.不變解析；選C因不計輕質滑輪的龍擦力，故懸掛重初的左右兩段輕繩的拉 力大小相等，由平衡條件可知，兩繩與豎直方向的央角大小相等，設均為0,號cos609查缺/（清障補短島人一點）B.變小則有2Fcos0=G.設左右兩投繩長分別為八 4 兩蹩直支架之間的距離為d,則有hsin0解析：選C當輕繩的右端從點移到直桿聶上端時，設兩繩的夬角為20.以滑輪為 研究對象，分析受力情況，作出受力圖如圖甲所示。糧據平衡條件得2Fcos0=mgf得到縄 子的拉力F=去爲，所以在輕縄的右端從

14、點移到直桿最上端的過程中，0增大，WS0減 小，則F變大.當輕繩的右端從直桿最上端移到C點時，如圖乙所示，設兩繩的夬角為2如 設繩子總 長為乙 兩直桿間的距離為片 由數學知識得到sina=不變，則（X保持不變。再根 據平衡條件可知，兩繩的拉力F保持不變所以繩中拉力大小變化的情況是先變大后不變,C正確。B在懸點豎直向上均變化，但厶+厶不變.故0不變.F不變，C正確.2.（多選）（2017大EF令）如圖所示，輕質不可伸長的晾衣繩兩端分別固定在豎直桿“、N上的“、b 兩點,懸掛衣服的衣架掛鉤 是光滑的，掛于繩上處于靜止狀態。如果只人為改變一個條件，當 衣架靜止時，下列說法正確的是（）（）A.繩的右端上移到，繩子拉力不變B.將桿N向右移一2：爲匕設繩子總長為L,兩桿間距離為s,由幾何關系Lisin a+L：siiia=s,得sin么=乙二厶=,繩子右端一些.$變大.么變大，COS a變小.F變大.B正確；繩子兩端高度差變化.不彩響SL9所以F不變，C錯誤；衣服質童增加，繩子上的拉力增加，由于a不會變化，懸掛點不會3.如圖所示，在豎直放置的穹形光滑支架上，一根不可伸長的輕繩通過光滑的輕質滑輪懸掛一重物G.現將輕繩的一端固定于支架上的A點，另一端從B點沿支架緩慢地向C點靠