高考物理一轮复习精讲精练 第2章 相互作用 第三讲 共点力平衡.docxVIP

第三讲共点力平衡

知识梳理

一、受力分析

1.受力分析的一般步骤

2.整体法与隔离法

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来分析的方法

选用原则

研究系统外的物体对系统整体的作用力或求系统整体的加速度

研究系统内物体之间的相互作用力

整体法不用画系统之间的作用力

3.受力分析的三个技巧

(1)不要把研究对象所受的力与研究对象对其他物体的作用力混淆．

(2)除了根据力的性质和特点进行判断，假设法是判断弹力、摩擦力有无及方向的常用方法．

(3)善于转换研究对象，尤其是弹力、摩擦力的方向不易判定的情形，可以分析与其接触物体的受力，再应用牛顿第三定律判定．

二、共点力平衡

(1)平衡状态：物体静止或做匀速直线运动．

(2)平衡条件：F合＝0或Fx＝0且Fy＝0.

(3)常用推论

①二力平衡：两力大小相等，方向相反，作用在同一物体同一直线上

②若物体受n个作用力而处于平衡状态，则其中任意一个力与其余(n－1)个力的合力大小相等、方向相反．

③若三个共点力的合力为零，则表示这三个力的有向线段首尾相接组成一个封闭三角形（三个力不在同一直线上）．

2.处理共点力平衡问题的基本思路

确定平衡状态(加速度为零)→巧选研究对象(整体法或隔离法)→受力分析→建立平衡方程→求解或作讨论．

知识训练

考点一、受力分析

例1、如图所示，物体A靠在竖直墙面上，在力F作用下，A、B保持静止。物体B的受力个数为()

A．2 B．4

C．2或4 D．无法确定

【答案】B

【解析】A、B之间一定有弹力，否则A不会静止，以B为研究对象，B受到重力、推力F和A对B斜向下的弹力，分析可知，B一定还受A对它的静摩擦力，否则B不会静止，所以B受四个力作用，故B正确，A、C、D错误。

例2、如图所示，有8个完全相同的长方体木板叠放在一起，每个木板的质量为100g，某人用手在这叠木板的两侧各加一水平压力F，使木板水平静止。若手与木板之间的动摩擦因数为μ1＝0.5，木板与木板之间的动摩擦因数为μ2＝0.2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2。则水平压力F至少为()

A．8N B．15N

C．16N D．30N

【答案】B

【解析】先将所有的木板当成整体进行受力分析，该整体竖直方向受重力和静摩擦力，故有2μ1F≥8mg；再对除两外侧木板的剩余木板受力分析，竖直方向受重力和静摩擦力，有2μ2F≥6mg；联立解得F≥15N，故B正确，A、C、D错误。

例3、(2022·湖南师范大学附属中学高三月考)如图所示，a、b两个小球穿在一根粗糙的固定杆上(球的小孔比杆的直径大)，并且通过一条细绳跨过定滑轮连接．已知b球质量为m，杆与水平面成θ角，不计滑轮的一切摩擦，重力加速度为g.当两球静止时，Oa段绳与杆的夹角也为θ，Ob段绳沿竖直方向，则下列说法正确的是()

A．a一定受到4个力的作用

B．b只可能受到2个力的作用

C．绳子对a的拉力有可能等于mg

D．a的质量一定为mtanθ

【答案】C

【解析】对a和b受力分析可知，a至少受重力、杆的支持力、绳的拉力3个力，可能还受摩擦力共4个力，b受重力、绳的拉力2个力或重力、绳的拉力、杆的支持力、摩擦力4个力的作用，选项A、B错误；对b受力分析可知，b受绳子拉力可能等于mg，因此绳子对a的拉力可能等于mg，选项C正确；对a受力分析，如果摩擦力为零Gasinθ＝mgcosθ可得Ga＝eq\f(mg,tanθ)；ma＝eq\f(m,tanθ)，选项D错误．

课堂随练

训练1、如图所示，水平面上的P、Q两物块的接触面水平，二者叠在一起在作用于Q上的水平恒定拉力F的作用下向右做匀速运动，某时刻撤去力F后，二者仍能不发生相对滑动．关于撤去F前后Q的受力个数的说法正确的是()

A．撤去F前6个，撤去F后瞬间5个

B．撤去F前5个，撤去F后瞬间5个

C．撤去F前5个，撤去F后瞬间4个

D．撤去F前4个，撤去F后瞬间4个

【答案】B

【解析】撤去F前，物块Q受到：重力、地面的支持力、P对Q的压力、地面对Q的摩擦力和力F共5个力的作用；撤去F后的瞬间，两物块做减速运动，此时Q受力：重力、地面的支持力、P对Q的压力、地面对Q的摩擦力和P对Q的摩擦力，共5个力作用，选项B正确．

训练2、如图所示，质量为M的三角形斜劈Q置于水平地面上，质量为m的木块P放在Q的斜面上，现用大小分别为F1、F2(F1F2)，方向相反的水平力分别推P和Q，它们均静止不动，g为重力加速度，则下列说法错误的是()

A．P可能受到沿斜面向下的摩擦力

B．Q可能受五个力作用

C．Q可能受六个力作用

D．Q对P的支持力一定小于mg

【答案】D

【解析】选取P为研究对象，将