《受力分析和共點力的平衡》力與平衡PPT
第一部分內(nèi)容：高頻考點一 物體的受力分析
[知識貫通]
1．受力分析
把研究對象(指定物體)在指定的物理環(huán)境中受到的外力都分析出來，并畫出物體所受力的示意圖，這個過程就是受力分析。
2．受力分析的依據(jù)
條件判斷 根據(jù)力的產(chǎn)生條件是否滿足來判斷物體是否受到某個力的作用
效果判斷 根據(jù)力的作用效果是否得以體現(xiàn)來判斷物體是否受到某個力的作用
相互判斷 利用力的作用的相互性，即施力物體同時也是受力物體，從一個物體是否受到某個力的作用來判斷另一個物體是否受到相應(yīng)的力的作用
3.受力分析的一般步驟
(1)明確研究對象，即首先確定我們要分析哪個物體的受力情況，研究對象可以是單個物體(質(zhì)點、結(jié)點)，也可以是兩個(或多個)物體組成的整體。
(2)隔離分析：將研究對象從周圍物體中隔離出來，分析周圍有哪些物體對它施加了力的作用。
(3)按重力、彈力、摩擦力、其他力的順序，依據(jù)各力的方向，畫出各力的示意圖。
[集訓(xùn)聯(lián)通]
[典例1] 畫出圖中物體A的受力示意圖，并寫出力的名稱和施力物體。
[解析] (1)物體A受重力G、推力F、地面支持力N、墻壁對A向左的彈力F′，施力物體分別是地球、推A的物體、地面、墻壁，受力示意圖如圖甲所示。
(2)物體A受豎直向下的重力G、垂直于斜面向上的支持力N、沿斜面向下的滑動摩擦力f，施力物體分別是地球、斜面、斜面，受力示意圖如圖乙所示。
(3)物體A受重力G、支持力N、滑動摩擦力f，施力物體分別是地球、水平面、水平面，受力示意圖如圖丙所示。
(4)物體A受重力G、拉力F、彈力N，施力物體分別是地球、繩子、墻壁，受力示意圖如圖丁所示。
[易錯警示]
受力分析的兩點注意
(1)在進(jìn)行受力分析時，一定要注意，我們分析的是物體“受到”的力，而不是物體對外施加的力。
(2)區(qū)分內(nèi)力和外力：對幾個物體組成的整體進(jìn)行受力分析時，這幾個物體間的作用力為內(nèi)力，不能在受力示意圖中出現(xiàn)；當(dāng)把某一物體單獨隔離分析時，原來內(nèi)力變成了外力，要畫在受力示意圖上。
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受力分析和共點力的平衡PPT，第二部分內(nèi)容：高頻考點二 物體的動態(tài)平衡問題
[知識貫通]
1．動態(tài)平衡問題的特點
通過控制某一物理量，使其他物理量發(fā)生緩慢變化，而變化過程中的任何一個狀態(tài)都看成是平衡狀態(tài)。
2．處理動態(tài)平衡問題常用的方法
圖解法
對研究對象的任一狀態(tài)進(jìn)行受力分析，根據(jù)平行四邊形定則或三角形定則畫出不同狀態(tài)下的力的矢量圖，然后根據(jù)有向線段的長度變化判斷各個力的變化情況。題型特點是：①合力大小和方向不變,②一個分力的方向不變
解析法
適用于求解直角三角形或正交分解類問題，列出三角函數(shù)表達(dá)式，然后利用表達(dá)式分析力的變化情況的方法
相似三角形法
適用于求解的是一般形狀三角形問題，做法是在受力分析的基礎(chǔ)上作出力的平行四邊形，由力三角形與幾何三角形相似，求解問題
[集訓(xùn)聯(lián)通]
[典例2] 如圖所示，小球用細(xì)繩系住，細(xì)繩的另一端固定于O點。現(xiàn)用水平力F緩慢推動斜面體，小球在斜面上無摩擦地滑動，細(xì)繩始終處于伸直狀態(tài)，當(dāng)小球升到接近斜面頂端時細(xì)繩接近水平。此過程中斜面對小球的支持力N以及細(xì)繩對小球的拉力T的變化情況是( )
A．N保持不變，T不斷增大
B．N不斷增大，T不斷減小
C．N保持不變，T先增大后減小
D．N不斷增大，T先減小后增大
[思路點撥] 在小球所受的重力、斜面的支持力、細(xì)繩的拉力三個力中，重力的大小和方向都不變，斜面的支持力方向不變，而細(xì)繩的拉力大小和方向都變化。
[解析]如圖所示，對小球進(jìn)行受力分析，重力mg、支持力N、拉力T組成一個閉合的矢量三角形，由于重力mg不變、支持力N方向不變，斜面向左移動的過程中，拉力T與水平方向的夾角β減小，當(dāng)T⊥N時，細(xì)繩的拉力T最小，由圖可知，隨β的減小，斜面的支持力N不斷增大，T先減小后增大，故選項D正確，A、B、C錯誤。
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受力分析和共點力的平衡PPT，第三部分內(nèi)容：高頻考點三 平衡中的臨界極值問題
[知識貫通]
1．臨界問題：當(dāng)某物理量變化時，會引起其他幾個物理量的變化，從而使物體所處的平衡狀態(tài)“恰好出現(xiàn)”或“恰好不出現(xiàn)”，在問題的描述中常用“剛好”“恰能”“恰好”等語言敘述。
2．極值問題：平衡物體的極值，一般指在力的變化過程中的最大值和最小值問題。
[集訓(xùn)聯(lián)通]
[典例3] 輕繩的兩端A、B固定在天花板上，繩能承受的最大拉力為120 N�，F(xiàn)用掛鉤將一重物掛在繩子上，掛鉤停在C點，如圖所示，兩端與豎直方向的夾角分別為37°和53°。(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)求：
(1)此重物所受最大重力。
(2)若將掛鉤換成一個光滑的小滑輪，此重物所受最大重力。
[規(guī)律方法]
解決臨界極值問題的方法
(1)圖解法：根據(jù)物體的平衡條件，作出力的矢量圖，通過對物理過程的分析，利用平行四邊形定則進(jìn)行動態(tài)分析，確定最大值與最小值。
(2)數(shù)學(xué)解析法：通過對問題的分析，依據(jù)物體的平衡條件寫出物理量之間的函數(shù)關(guān)系(或畫出函數(shù)圖像)，用數(shù)學(xué)方法求極值(如求二次函數(shù)極值、公式極值、三角函數(shù)極值)。
[即時訓(xùn)練]
7.如圖，在固定斜面上的一物塊受到一外力F的作用，F(xiàn)平行于斜面向上。若要物塊在斜面上保持靜止，F(xiàn)的取值應(yīng)有一定范圍，已知其最大值和最小值分別為F1和F2(F2>0)。由此可求出( )
A．物塊的質(zhì)量
B．斜面的傾角
C．物塊與斜面間的最大靜摩擦力
D．物塊對斜面的正壓力
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