1、第一单元 直线运动的基本概念与规律 第4课 专题：学会解平衡问题,第二章 研究物体间的相互 作用,第4课 专题：学会解平衡问题,1要求掌握物体的受力分析及能熟练运用平衡条件解答共点力作用下的问题 2直接考查往往是选择题，但综合计算中经常用到本专题的解题方法,1受力分析 (1)含义 把研究对象(指定物体)在指定的物理环境中受到的所有力都分析出来，并画出物体所受力的_图，这个过程就是受力分析 (2)受力分析的顺序 先找_，再找_(如弹力、摩擦力)，最后分析其他力(如电磁力、浮力等),示意,重力,接触力,2共点力的平衡(1)平衡状态 物体所处的_状态或_状态称为平衡状态 (2)平衡条件 _，即F合_
2、或Fx合_、 Fy合_. (3)动态平衡 通过控制某些物理量，使物体的状态发生缓慢变化，而在这个过程中物体又始终处于_平衡状态.,静止,匀速直线运动,物体所受的合外力等于零,0,0,0,一系列的,1对平衡的认识 静止的物体一定平衡，但平衡的物体不一定静止，因为还有匀速运动的情况另外，匀速圆周运动不属于平衡，属于变速运动 2受力分析应注意的问题 (1)为避免漏力，应做到 养成按“一重二弹三摩四其他”的顺序分析受力的习惯 分析弹力和摩擦力这些接触力时，要按一定的绕向围绕研究对象，对接触面逐一分析,(2)为避免多力，应注意 分析出的所有力都应找到施力物体 不能把研究对象对其他物体的作用力也分析进去不
3、能同时考虑合力和分力,3受力分析的步骤 (1)明确研究对象即确定受力分析的物体，研究对象可以是单个物体，也可以是多个物体的组合 (2)画出受力示意图边分析边将力画在示意图上，准确标出各力的方向 (3)检查画出的每一个力能否找到它的施力物体，检查分,析结果能否使研究对象处于题目所给运动状态，否则，必然发生了漏力、多力等错误,4整体法与隔离法的区别,5.利用图象法解决动态平衡问题的步骤 对研究对象在状态变化过程中若干状态进行受力分析，依据某一参量的变化，在同一图中作出物体在若干状态下的平衡力图，再由动态的平行四边形或三角形各边长度确定力的大小及方向,学会受力分析,如图所示，竖直放置的轻弹簧 一端固
4、定在地面上，另一端与斜面体P 相连，P与斜放在其上的固定挡板MN接 触且处于静止状态，则斜面体P此刻受到 的外力的个数有可能是( ) A2个 B3个 C4个 D5个,审题突破：本题考查平衡状态下物体的受力分析能力弹簧对斜面体P的弹力一定竖直向上，以支持物体的重力，而挡板MN是固定的，它对P是否存在压力是必须讨论的，故本题有两个答案,解析：应分两种情况讨论： (1)P受到重力和弹簧弹力作用， MN不对P产生作用力，斜面体 P此刻受到的外力的个数有2个 (2)MN对P产生垂直挡板向下的压力，根据平衡条件，它必存在对P沿挡板向下的静摩擦力，如右图所示，斜面体P此刻受到的外力的个数有4个 答案：AC,
5、方法点窍：受力分析的三个判断依据：(1)从力的概念判断，寻找对应的施力物体；(2)从力的性质判断，寻找产生加速度的原因；(3)从力的效果判断，寻找是否产生形变或改变运动状态(是静止、匀速还是变速运动),学会用整体法和隔离法求平衡问题,如图所示，质量均为m的两木 块a与b叠放在地面上，a受到斜向上与 水平成角的力作用，b受到斜向下与水 平成角的力作用，两力大小均为F，两 木块保持静止状态，则( ) Aa、b之间一定存在静摩擦力 Bb与地之间一定存在静摩擦力 Cb对a的支持力一定小于mg D地对b的支持力一定大于2 mg,审题突破：本题考查运用整体法和隔离法解答静态平衡的能力求地面的作用力时，可把
6、ab作为一个整体来研究；求a、b之间的作用力时，要把上面的物体a(受力较少)从b中隔离出来研究 解析：对ab整体受力分析 如图甲所示，地面对b的支持力 等于2 mg，两者无摩擦力，B、D 选项错误；隔离木块a，受力分析 如图乙所示，选项A、C正确,答案：AC,方法点窍：运用整体法时，可以去除系统的内力，抓住系统的外力进行受力分析，这样可避免多力，使问题简单化.运用隔离法时，内力转化为外力(没有内力的意思)，这样避免漏力.最后利用平衡条件列式就能很好解决问题.,学会用图象法求动态平衡问题,如图所示，保持O、A点不变，将B点向上移，则BO绳的拉力将( ) A逐渐减小 B逐渐增大 C先减小后增大 D
7、先增大后减小,审题突破：本题考查运用作图法解答动态平衡的能力利用力的平行四边形或力的矢量三角形的边长或角度的变化关系，常常可形象、直观地定性分析物体所受各力的变化情况,解析：结点O在三个 力作用下平衡，受力如图 甲所示，根据平衡条件可知， 这三个力必构成一个闭合的 矢量三角形，如图乙所示，由题意知，OC绳的拉力F3大小等于重力的大小，故其大小和方向都不变；OA绳的拉力F1方向不变，只有OB绳的拉力F2大小和方向都在变化，变化情况如图丙所示，则只有当OAOB时，OB绳的拉力F2最小，故C选项正确,答案：C,方法点窍：运用三角形定则作图时，要先根据重力适当画好线段，再用虚线画好方向不变的另一力的作
8、用线，从等于重力的线段的顶点向虚线画不同方向的线，与虚线有许多交点，用箭头在交点处画定两个力，从这两个力的线段长度可判断这两个力的大小的变化.,学会用“相似三角形”解平衡状态问题,半径为R的表面光滑的半球 固定在水平面上在距其最高点的 正上方为h的悬点O，固定长为L的 轻绳一端，绳的另一端拴一个重为 G的小球小球静止在球面上，如图 所示则半球对小球的支持力和绳对 小球的拉力各等于多少？,审题突破：本题巧用“相似三角形”法，可以提高解题速度和提高解题的准确度，仍注意根据力的平行四边形定则作好图，从图中去寻找与这个图相似的几何图形,解析：先对小球进行受力分析，如图所示FG. 由图可知：分力FN、F
9、T与合力F 构成的三角形与几何AOB相似，由 相似三角形对应边成比例的关系，得：,G/(Rh)FN/RFT/L.,由此解得半球对小球的支持力 FNGR/(Rh) 绳对小球的拉力FTGL/(Rh) 答案：FNGR/(Rh) FTGL/(Rh),方法点窍：其实，力的大小也跟它周围所构成的几何结构有关，力所对应的边越长，力越大.故按照力的平行四边形定则作好图是解题关键.,随堂训练,1如图，AC是上端带定滑轮的 固定竖直杆，质量不计的轻杆BC一端 通过铰链固定在C点，另一端B悬挂一 重为G的物体，且B端系有一根轻绳， 并绕过定滑轮A，用力F拉绳，开始时 BCA90，现使BCA缓慢减小， 直到杆BC接近
10、竖直杆AC.此过程中，轻杆B端所受杆的力将( ),A大小不变 B逐渐增大 C逐渐减小 D先减小后增大,错解备忘,错解：错选BCD，因忘记杆的力必须通过定滑轮的轮轴才能平衡的原理对杆作正确的分析，也不能根据相似法确定力与边长的关系从而作出正确的判断 答案：A,随堂训练,2如图所示，质量相等的 两个物体A、B在力F作用下保持 静止状态，则物体A的受力个数 可能为( ) A2 B3 C4 D5,错解备忘,错解：漏选B，因不能讨论A的重力可以由B对A的弹力及摩擦力平衡，而认为A一定受到B对A的弹力、摩擦力及墙对A的弹力、摩擦力及自身的重力5个力 答案：BD,随堂训练,3如图所示，轻绳的一端系在 质量为m的物体上，另一端系在轻质 圆环上，圆环套在粗糙水平杆MN上， 先用水平力F拉绳上一点，使物体处于 图中实线位置，然后改变F的大小使其 缓慢下降到图中虚线位置，圆环仍在原来的位置不动，则在这一过程中，水平力F、环与杆摩擦力F摩和环对杆的压力FN的变化情况是( ),AF逐渐增大 BF逐渐减小 CF摩逐渐增大 DFN保持不变,错解备忘,错解：(1)漏选D，因不能运用整体法判断环与物体构成的整体的重力由杆的弹力平衡所致 (2)错选AC，审错了题，把实线当成后来的，在隔离物体时不能正确作图判断 答案：BD,感谢您的使用，退出请按ESC键,本小节结束,
