第3讲受力分析物体的平衡.doc

海门市四甲中学一体化讲义高二物理（选修）第3讲受力分析物体的平衡【学习目标】制卷：汪兰平审核：张建荣审批：日期：2011-5-231、知道受力分析的基本步骤；2、知道共点力作用下物体的平衡条件；3、用正交分解法解决实际问题【重点难点】1、共点力作用下物体的平衡2、整体法与隔离法的应用【知识梳理】知识点一：受力分析1．概念：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，这个过程就是受力分析．2．受力分析的一般顺序先分析，再分析(弹力、摩擦力)，最后分析其他力(电磁力、浮力等)．1.1、如右图所示，物体A、B、C叠放在水平桌面上，水平力F作用于C物体，使A、B、C以共同速度向右匀速运动，那么关于物体受几个力的说法中正确的是()A．A受6个，B受2个，C受4个B．A受5个，B受3个，C受3个C．A受5个，B受2个，C受4个D．A受6个，B受3个，C受4个1.2、如右图所示，倾斜天花板平面与竖直方向夹角为θ，推力F垂直天花板平面作用在木块上，使其处于静止状态，则()A．木块一定受三个力作用B．天花板对木块的弹力FN>FC．木块受的静摩擦力等于mgcosθD．木块受的静摩擦力等于mg/cosθ知识点二：共点力作用下物体的平衡1．平衡状态：物体处于或状态．2．共点力的平衡条件：2.1、如右图所示，光滑半球形容器固定在水平地面上，O为球心．一质量为m的小滑块，在水平力F的作用下静止于P点．设滑块所受支持力为FN，OP与水平方向的夹角为θ.下列关系正确的是()【重难点突破】一、受力分析【例1】如右图所示，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．2B．3C．4D．5【变式训练】如右图所示，斜面小车M静止在光滑水平面上，一边紧贴墙壁．若再在斜面上加一物体m，且M、m相对静止，小车后来受力个数为()A．3B．4C．5D．6二、平衡条件1、物体的速度为零和物体处于静止状态的区别物体处于静止状态，不但速度为零，而且加速度(或合外力)为零．有时，物体速度为零，但加速度不一定为零，如竖直上抛的物体到达最高点时；摆球摆到最高点时，加速度都不为零，都不属于平衡状态．因此，物体的速度为零与静止状态不是一回事．2、共点力作用下物体的平衡条件的推论（1）若处于平衡状态的物体仅受两个力作用，则这两个力一定大小相等、方向相反、作用在同一条直线上，即二力平衡．（2）若处于平衡状态的物体受三个力作用，则这三个力中的任意两个力的合力一定与第三个力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上．（3）当物体受到三个力作用而达到平衡时，这三个力必在同一平面内，且三个力的作用线或作用线的延长线必相交于一点．（4）当物体受到几个力达到平衡时，顺次平移这些力的作用线，使其首尾相接，则必构成一个封闭的多边形．【例2】一物体位于光滑水平面上，同时受到三个水平共点力F1、F2和F3作用，其大小分别为F1＝42N、F2＝28N、F3＝20N，且F2的方向指向正北，下列说法中正确的是（)A．这三个力的合力可能为零B．F1、F2两个力的合力大小可能为20NC．若物体处于匀速直线运动状态，则F2、F3的合力大小为48N，方向指向正南D．若物体处于静止状态，则F1、F3的合力大小一定为28N，方向指向正南【变式训练】如右图所示，质量为m的木块A放在斜面体B上，若A和B沿水平方向以相同的速度v0一起向左做匀速直线运动，则A和B之间的相互作用力大小为（)A．mgB．mgC．mgD．0三、平衡问题的分析【例3】如右图所示，在倾角为α的斜面上，放一质量为m的小球，小球被竖直的木板挡住，不计摩擦，则球对挡板的压力是()A．mgcosαB．mgtanα【变式训练】如右图所示，一条细绳跨过定滑轮连接物体A、B，A悬挂起来，B穿在一根竖直杆上，两物体均保持静止，不计绳与滑轮、B与竖直杆间的摩擦，已知绳与竖直杆间的夹角θ，则物体A、B的质量之比为mA∶mB等于()A．cosθ∶1B．1∶cosθC．tanθ∶1D．1∶sinθ共点力作用下物体平衡的一般解题思路四、整体法和隔离法在平衡问题中的应用【例4】完全相同的直角三角形滑块A、B，按如右图所示叠放，设A、B接触的斜面光滑，A与桌面间的动摩擦因数为μ，现在B上作用一水平推力F，恰好使A、B一起在桌面上匀速运动，且A、B保持相对静止．则A与桌面间的动摩擦因数μ与斜面倾角θ的关系为()A．μ＝B．μ＝C．μ＝2D．μ与θ无关【变式训练】物体b在水平推力F作用下，将物体a挤压在竖直墙壁上，如右图所示．a、b处于静止状态，关于a、b两物体的受力情况，下列说法正确的是()A．a受到两个摩擦力的作用B．a共受到四个力的作用C．b共受到三个力的作用D．a受到墙壁摩擦力的大小不随F的增大而增大整体法与隔离法的比较整体