高三第一轮专题_复习-受力分析_共点力平衡【可编辑】.docVIP

PAGE 【专题】受力分析 物体的平衡 出题人：宋桂丽 时间2013-11-26 一、物体的受力分析 把指定物体（研究对象）在特定的物理情景中所受到的所有外力找出来，并画出受力图，这就是受力分析。 1．受力分析的步骤： （1）明确研究对象——确定受力物体； （2）隔离物体分析——将研究对象从周围物体中隔离出来，进而分析周围有哪些物体对它施加力； （3）画出受力分析—边分析边将力一一画在受力图上，准确标明各力的方向； （4）分析受力的顺序——先重力，后弹力，再摩擦力，然后分析其他的作用力。 2．受力分析的方法：（1）整体法，隔离法。将某物体从周围物体中隔离出来，单独分析该物体所受到的各个力，称为隔离法。把相互连结的几个物体视为一个整体（系统），从而分析整体外的物体对整体中各个物体的作用力（外力），称为整体法。 （2）假设法。 例1、如图所示，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，试分析小车受哪几个力的作用？ 【点评】对物体受力分析时应注意以下几点： （1）不要把研究对象所受的力与它对其他物体的作用力相混淆； （2）对于作用在物体上的每一个力，都必须明确它的来源，不能无中生有； （3）分析的是物体受到哪些“性质力”（按性质分类的力），不能把“效果力”与“性质力”混淆重复分析。 二、共点力作用下物体的平衡 1．共点力的平衡条件 在共点力作用下物体的平衡条件是合力为零，即或、。 2．解题方法 当物体在两个共点力作用下平衡时，这两个力一定等值反向；当物体在三个共点力作用 下平衡时，往往采用平行四边形定则进行力的分解或合成，或者三角形定则；当物体在四个或四个以上共点力作用下平衡时，往往采用正交分解法。 3. 解答平衡问题时常用的数学方法 1．菱形转化为直角三角形 如果两分力大小相等，则以这两分力为邻边所作的平行四边形是一个菱形，而菱形的两条对角线相互垂直，可将菱形分成四个相同的直角三角形，于是菱形转化成直角三角形。 2．相似三角形法 如果在对力利用平行四边形定则（或三角形定则）运算的过程中，力三角形与几何三角形相似，则可根据相似三角形对应边成比例等性质求解。 3．正交分解法 共点力作用下物体的平衡条件（F=0）是矢量方程，求合力需要应用平行四边形定则，比较麻烦；通常用正交分解法把矢量运算转化为标量运算。正交分解法平衡问题的基本思路是： （1）选取研究对象：处于平衡状态的物体； （2）对研究对象进行受力分析，画受力图； （3）建立直角坐标系； （4）根据和列方程； （5）解方程，求出结果，必要时还应进行讨论。 类型一——用图解法处理物体的动态平衡问题 当物体受三个力而平衡，其构成的矢量三角形中一个力大小、方向都不变，另一个力的方向不变，当判断由第三个力的大小和方向变化引起的变化时可用图解法。 例2、如图所示，三段绳子悬挂一物体，开始时OA、OB绳与竖直方向夹角＝，现使O点保持不动，把OB绳子的悬点移到竖直墙与O点在同一水平面的C点，在移动过程中，则关于OA、OB绳拉力的变化情况，正确的是（ ） A．OA绳上的拉力一直在增大 B．OA绳上的拉力先增大后减小 C．OB绳上拉力先减小后增大，最终比开始时拉力大 D．OB绳上拉力先减小后增大，最终和开始时相等 思路点拨：本题有两种解法——解析法和图解法，解析法是由平衡条件找出OA绳、OB绳拉力与某一角度的函数关系，根据角度的变化，判断绳拉力的变化，此解析法多用于定量分析，图解法直观、鲜明，多用于定性分析。 类型二——相似三角形法在平衡问题中的应用 如果在对力利用平行四边形定则（或三角形定则）运算的过程中，力三角形与几何三角形相似，则可根据相似三角形对应边成比例等性质求解。 例3、光滑的半球形物体固定在水平地面上，球心正上方有一光滑的小滑轮，轻绳的一端系一小球，靠放在半球上的A点，另一端绕过定滑轮后用力拉住，使小球静止，如图所示。现缓慢地拉绳，在使小球沿球面由A到B的过程中，半球对小球的支持力N和绳对小球的拉力T的大小变化情况是（ ） A．N变大，T变小 B．N变小，T变大 C．N变小，T先变小后变大 D．N不变，T变小 思路点拨：本题考查相似三角形法在平衡问题中的应用。 物体受三个力而平衡，当三个力构成的矢量三角形因角度未知或不出现直角三角形，无法用三角函数求解时，可优先考虑在边长已知的前提下用相似三角形法 类型三——共点力平衡中的临界与极值问题 解决这类问题的方法常用： （1）解析法：即根据物体的平衡条件列出方程，在解方程时，采用数学知识求极值或者根据物理临界条件求极值。 （2）图解法：即根据物体的平衡条件作出力的矢量图，画出平行四边形或者