本章复习与测试名师教学设计

2.3

受力分析

共点力的平衡

[来源:学科网]复习目标

1.学会进行受力分析的一般步骤与方法. 2.掌握共点力的平衡条件及推论.[来源学_科_网]

3.掌握整体法与隔离法，学会分析动态平衡问题和极值问题．

考点详析

考点一

物体的受力分析

1．受力分析的基本步骤

（1）明确研究对象——即确定分析受力的物体，研究对象可以是单个物体，也可以是多个物体组成的系统．

（2）隔离物体分析——将研究对象从周围的物体中隔离出来，进而分析周围物体有哪些对它施加了力的作用．

（3）画受力示意图——边分析边将力一一画在受力示意图上，准确标出力的方向，标明各力的符号．

2．受力分析的常用方法

（1）整体法和隔离法

①研究系统外的物体对系统整体的作用力；

②研究系统内部各物体之间的相互作用力．

（2）假设法

在受力分析时，若不能确定某力是否存在，可先对其作出存在或不存在的假设，然后再就该力存在与否对物体运动状态影响的不同来判断该力是否存在．

★典型案例★（多选）如图所示，两个相似的斜面体A、B在竖直向上的力F的作用下静止靠在竖直粗糙墙壁上．关于斜面体A和B的受力情况，下列说法正确的是：

（

）

A．A一定受到四个力

B．B可能受到四个力

C．B与墙壁之间一定有弹力和摩擦力

D．A与B之间一定有摩擦力

★针对练习1★（多选）如图所示，在恒力F作用下，a、b两物体一起沿粗糙竖直墙面匀速向上运动，则关于它们受力情况的说法正确的是：

（

）

A．a一定受到4个力

B．b可能受到4个力

C．a与墙壁之间一定有弹力和摩擦力

D．a与b之间一定有摩擦力

★针对练习2★（多选）用一轻绳将小球P系于光滑墙壁上的O点，在墙壁和球P之间夹有一矩形物块Q，如图所示．P、Q均处于静止状态，则下列相关说法正确的是：

（

）

A．P受4个力

B．Q受3个力

C．若绳子变长，绳子的拉力将变小

D．若绳子变短，Q受到的静摩擦力将增大

考点二

平衡问题的常用处理方法

平衡问题是指当物体处于平衡状态时，利用平衡条件求解力的大小或方向的问题．处理方法常有力的合成法、正交分解法、三角形法则．

★重点归纳★

1、整体法与隔离法在平衡问题中的应用

（1）对整体法和隔离法的理解

整体法是指将相互关联的各个物体看成一个整体的方法，整体法的优点在于只需要分析整个系统与外界的关系，避开了系统内部繁杂的相互作用．

隔离法是指将某物体从周围物体中隔离出来，单独分析该物体的方法，隔离法的优点在于能把系统内各个物体所处的状态、物体状态变化的原因以及物体间的相互作用关系表达清楚．

（2）整体法和隔离法的使用技巧[来源学科网Z.X.X.K]

当分析相互作用的两个或两个以上物体整体的受力情况及分析外力对系统的作用时，宜用整体法；而在分析系统内各物体（或一个物体各部分）间的相互作用时常用隔离法．整体法和隔离法不是独立的，对一些较复杂问题，通常需要多次选取研究对象，交替使用整体法和隔离法．

2、共点力作用下物体平衡的一般解题思路

3、共点力平衡中的临界与极值问题的处理方法

（1）临界问题

当某物理量变化时，会引起其他几个物理量的变化，从而使物体所处的平衡状态“恰好出现”或“恰好不出现”，在问题的描述中常用“刚好”、“刚能”、“恰好”等语言叙述．

常见的临界状态有：

①两接触物体脱离与不脱离的临界条件是相互作用力为0（主要体现为两物体间的弹力为0）；

②绳子断与不断的临界条件为绳中张力达到最大值；绳子绷紧与松驰的临界条件为绳中张力为0；

③存在摩擦力作用的两物体间发生相对滑动或相对静止的临界条件为静摩擦力达到最大．

研究的基本思维方法：假设推理法．

（2）极值问题

平衡物体的极值，一般指在力的变化过程中的最大值和最小值问题．一般用图解法或解析法进行分析．

★典型案例★如图所示，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．mgcos α

B．mgtan α

mgC.

cos αD．mg

★针对练习1★（多选）一铁架台放于水平地面上，其上有一轻质细线悬挂一小球，开始时细线竖直，现将水平力F作用于小球上，使其缓慢地由实线位置运动到虚线位置，铁架台始终保持静止，则在这一过程中：

（

）

A．细线拉力逐渐增大

B．铁架台对地面的压力逐渐增大

C．铁架台对地面的压力逐渐减小

D．铁架台所受地面的摩擦力逐渐增大

考点三

用图解法进行动态平衡的分析

1．动态平衡：是指平衡问题中的一部分力是变力，是动态力，力的大小和方向均要发生变化，所以叫动态平衡，这是力平衡问题中的一类难题．

2．基本思路：化“动”为“静”，“静”中求“动”．

3．基本方法：图解法和解析法．

★重点归纳★

解析动态平衡问题的常用方法

方法

解析法

步骤

（1）列平衡方程求出未知量与已知量的关系表达式

（2）根据已知量的变化情况来确定未知量的变化情况

（1）根据已知量的变化情况，画出平行四边形边、角的变化

（2）确定未知量大小、方向的变化

图解法

★典型案例★如图11所示，两根等长的绳子AB和BC吊一重物静止，两根绳子与水平方向夹角均为60°.现保持绳子AB与水平方向的夹角不变，将绳子BC逐渐缓慢地变化到沿水平方向，在这一过程中，绳子BC的拉力变化情况是：

（

）

A．增大

C．减小

B．先减小后增大[来源学科网Z.X.X.K]

D．先增大后减小

★针对练习1★半圆柱体P放在粗糙的水平地面上，其右端有固定放置的竖直挡板MN.在P和MN之间放有一个光滑均匀的小圆柱体Q，整个装置处于静止状态．如图所示是这个装置的纵截面图．若用外力使MN保持竖直，缓慢地向右移动，在Q落到地面以前，发现P始终保持静止．在此过程中，下列说法中正确的是：

（

）

A．MN对Q的弹力逐渐减小

B．地面对P的摩擦力逐渐增大

C．P、Q间的弹力先减小后增大

D．Q所受的合力逐渐增大