第二章第二章 相互作用相互作用专题强化二受力分析共点力平衡专题强化二受力分析共点力平衡1/58过好双基关2/58一、受力分析一、受力分析1.把指定物体(研究对象)在特定物理环境中受到全部外力都找出来，并画出受力 过程.2.普通步骤示意图整体重力方向3/58答案自自测测1(多项选择)如图1所表示，水平地面上物体A，在斜向上拉力F作用下，向右做匀速运动，则以下说法中正确是A.物体A可能只受到三个力作用B.物体A一定受到四个力作用C.物体A受到滑动摩擦力大小为Fcos D.物体A对水平面压力大小一定为Fsin 图14/58二、共点力平衡二、共点力平衡1.平衡状态物体处于 状态或 状态.2.平衡条件如图2甲和乙所表示，小球静止不动，物块匀速运动.则小球F合 ；物块Fx ，Fy .图2静止匀速直线运动0005/583.平衡条件推论(1)二力平衡：假如物体在两个共点力作用下处于平衡状态，这两个力必定大小 ，方向 .(2)三力平衡：假如物体在三个共点力作用下处于平衡状态，其中任何一个力与另外两个力协力大小 ，方向 ，而且这三个力矢量能够形成一个封闭矢量 .(3)多力平衡：假如物体在多个共点力作用下处于平衡状态，其中任何一个力与另外几个力协力大小 ，方向 .相等相反相等相反三角形相等相反6/58解析解析对物体受力分析如图，由平衡条件可得：图3答案解析7/58研透命题点8/581.高中物理主要研究九种力高中物理主要研究九种力 命题点一受力分析整体法与隔离法应用能力考点能力考点师师生共研生共研思想思想方法方法种类大小方向重力Gmg(不一样高度、纬度、星球，g不一样)竖直向下弹簧弹力Fkx(x为形变量)沿弹簧轴线静摩擦力0Ff静Ffmax与相对运动趋势方向相反滑动摩擦力Ff滑FN与相对运动方向相反万有引力沿质点间连线9/58库仑力沿点电荷间连线电场力F电qE正(负)电荷与电场强度方向相同(相反)安培力FBIL当BI时，F0左手定则，安培力(洛伦兹力)方向总是垂直于B与I(B与v)决定平面洛伦兹力F洛qvB当Bv时，F洛010/582.整体法与隔离法整体法与隔离法 整体法隔离法概念将加速度相同几个物体作为一个整体来分析方法将研究对象与周围物体分隔开方法选取标准研究系统外物体对系统整体作用力或系统整体加速度研究系统内物体之间相互作用力11/58例例1如图4所表示，物块A放在直角三角形斜面体B上面，B放在弹簧上面并紧挨着竖直墙壁，初始时A、B静止，现用力F沿斜面向上推A，但A、B仍未动.则施力F后，以下说法正确是A.A、B之间摩擦力一定变大B.B与墙面间弹力可能不变C.B与墙之间可能没有摩擦力D.弹簧弹力一定不变答案解析图412/58例例2如图5所表示，甲、乙两个小球质量均为m，两球间用细线连接，甲球用细线悬挂在天花板上.现分别用大小相等力F水平向左、向右拉两球，平衡时细线都被拉紧.则平衡时两球可能位置是以下选项中答案解析图514/58变变式式1如图6所表示，两段等长细线串接着两个质量相等小球a、b，悬挂于O点.现在两个小球上分别加上水平外力，其中作用在b球上力大小为F、作用在a球上力大小为2F，则此装置平衡时位置可能是答案解析图616/581.动态平衡动态平衡动态平衡就是经过控制某一物理量，使物体状态发生迟缓改变，但改变过程中每一个状态均可视为平衡状态，所以叫动态平衡.2.惯用方法惯用方法(1)平行四边形定则法：但也要依据实际情况采取不一样方法，若出现直角三角形，惯用三角函数表示协力与分力关系.(2)图解法：图解法分析物体动态平衡问题时，普通是物体只受三个力作用，且其中一个力大小、方向均不变，另一个力方向不变，第三个力大小、方向均改变.命题点二动态平衡问题能力考点能力考点师师生共研生共研18/58(3)矢量三角形法若已知F合方向、大小及一个分力F1方向，则另一分力F2最小值条件为F1F2；若已知F合方向及一个分力F1大小、方向，则另一分力F2最小值条件为F2F合.19/58例例3(多项选择)(全国卷21)如图7，柔软轻绳ON一端O固定，其中间某点M拴一重物，用手拉住绳另一端N，初始时，OM竖直且MN被拉直，OM与MN之间夹角为().现将重物向右上方迟缓拉起，并保持夹角不变.在OM由竖直被拉到水平过程中A.MN上张力逐步增大B.MN上张力先增大后减小C.OM上张力逐步增大D.OM上张力先增大后减小答案解析图720/58变变式式2(全国卷17)一根轻质弹性绳两端分别固定在水平天花板上相距80 cm两点上，弹性绳原长也为80 cm.将一钩码挂在弹性绳中点，平衡时弹性绳总长度为100 cm；再将弹性绳两端迟缓移至天花板上同一点，则弹性绳总长度变为(弹性绳伸长一直处于弹性程度内)A.86 cm B.92 cmC.98 cm D.104 cm答案解析22/58例例4(多项选择)(天津理综8)如图8所表示，轻质不可伸长晾衣绳两端分别固定在竖直杆M、N上a、b两点，悬挂衣服衣架挂钩是光滑，挂于绳上处于静止状态.假如只人为改变一个条件，当衣架静止时，以下说法正确是A.绳右端上移到b，绳子拉力不变B.将杆N向右移一些，绳子拉力变大C.绳两端高度差越小，绳子拉力越小D.若换挂质量更大衣服，则衣架悬挂点右移答案解析图824/58变变式式3(多项选择)如图9所表示，在固定好水平和竖直框架上，A、B两点连接着一根绕过光滑轻小滑轮不可伸长细绳，重物悬挂于滑轮下，处于静止状态.若按照以下方式迟缓移动细绳端点，则以下判断正确是A.只将绳左端移向A点，拉力变小B.只将绳左端移向A点，拉力不变C.只将绳右端移向B点，拉力变小D.只将绳右端移向B点，拉力变大答案解析图926/581.临界问题临界问题当某物理量改变时，会引发其它几个物理量改变，从而使物体所处平衡状态“恰好出现”或“恰好不出现”，在问题描述中惯用“刚好”、“刚能”、“恰好”等语言叙述.2.极值问题极值问题平衡物体极值，普通指在力改变过程中最大值和最小值问题.命题点三平衡中临界与极值问题能力考点能力考点师师生共研生共研思想思想方法方法28/583.处理极值问题和临界问题方法处理极值问题和临界问题方法(1)极限法：首先要正确地进行受力分析和改变过程分析，找出平衡临界点和极值点；临界条件必须在改变中去寻找，不能停留在一个状态来研究临界问题，而要把某个物理量推向极端，即极大和极小.(2)数学分析法：经过对问题分析，依据物体平衡条件写出物理量之间函数关系(画出函数图象)，用数学方法求极值(如求二次函数极值、公式极值、三角函数极值).(3)物理分析方法：依据物体平衡条件，作出力矢量图，经过对物理过程分析，利用平行四边形定则进行动态分析，确定最大值与最小值.29/58例例5如图10所表示，质量为m物体放在一固定斜面上，当斜面倾角为30时恰能沿斜面匀速下滑.对物体施加一大小为F水平向右恒力，物体可沿斜面匀速向上滑行.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，当斜面倾角增大并超出某一临界角0时，不论水平恒力F多大，都不能使物体沿斜面向上滑行，试求：(1)物体与斜面间动摩擦因数；图10解解析析如图所表示，未施加力F时，对物体受力分析，由平衡条件得mgsin 30mgcos 30答案解析30/58(2)这一临界角0大小.解析解析设斜面倾角为时，受力情况如图所表示，由平衡条件得：Fcos mgsin FfFNmgcos Fsin FfFN答案答案60当cos sin 0，即tan 时，F，即“不论水平恒力F多大，都不能使物体沿斜面向上滑行”，此时，临界角060.答案解析31/58变变式式4(广东汕头二模)重力都为G两个小球A和B用三段轻绳如图11所表示连接后悬挂在O点上，O、B间绳子长度是A、B间绳子长度2倍，将一个拉力F作用到小球B上，使三段轻绳都伸直且O、A间和A、B间两段绳子分别处于竖直和水平方向上，则拉力F最小值为答案解析图1132/58变变式式5(河北冀州2月模拟)如图12所表示，质量为m(能够看成质点)小球P，用两根轻绳OP和OP在P点拴结后再分别系于竖直墙上相距0.4 mO、O两点上，绳OP长0.5 m，绳OP长0.3 m，今在小球上施加一方向与水平成37角拉力F，将小球迟缓拉起.绳OP刚拉直时，OP绳拉力为FT1，绳OP刚松弛时，OP绳拉力为FT2，则FT1FT2为(sin 370.6，cos 370.8)A.34 B.43 C.35 D.45答案解析图1234/58课时作业36/581.如图1所表示，物体A在竖直向上拉力F作用下能静止在斜面上，关于A受力个数，以下说法中正确是A.A一定受两个力作用B.A一定受四个力作用C.A可能受三个力作用D.A受两个力或者四个力作用双基巩固双基巩固练练图1解解析析若拉力F大小等于物体重力，则物体与斜面没有相互作用力，所以物体就只受到两个力作用；若拉力F小于物体重力，则斜面对物体产生支持力和静摩擦力，故物体应受到四个力作用.123456789101112答案解析37/582.(山西太原调研)如图2所表示，轻绳OA一端固定在天花板上，另一端系一光滑圆环，一根系着物体轻绳穿过圆环后，另一端固定在墙上B点，且OB处于水平.现将A点迟缓沿天花板水平向右移动，且OB段轻绳一直保持水平，则OA、OB段轻绳所受拉力大小FTA、FTB改变情况是A.FTA增大，FTB不变B.FTA、FTB均不变C.FTA不变，FTB增大D.FTA、FTB均减小答案解析123456789101112图238/583.(河北唐山质检)光滑斜面上固定着一根刚性圆弧形细杆，小球经过轻绳与细杆相连，此时轻绳处于水平方向，球心恰位于圆弧形细杆圆心处，如图3所表示.将悬点A迟缓沿杆向上移动，直到轻绳处于竖直方向，在这个过程中，轻绳拉力A.逐步增大 B.大小不变C.先减小后增大 D.先增大后减小图3解解析析当悬点A迟缓向上移动过程中，小球一直处于平衡状态，小球所受重力mg大小和方向都不变，支持力方向不变，对球进行受力分析如图所表示，由图可知，拉力FT先减小后增大，C项正确.123456789101112答案解析40/584.如图4所表示，质量为m小球用水平轻质弹簧系住，并用倾角37木板托住，小球处于静止状态，弹簧处于压缩状态，则A.小球受木板摩擦力一定沿斜面向上B.弹簧弹力不可能为 mgC.小球可能受三个力作用D.木板对小球作用力有可能小于小球重力mg答案解析123456789101112图441/585.(广东六次联考)一个质量为3 kg物体，被放置在倾角为30固定光滑斜面上，在如图5所表示甲、乙、丙三种情况下处于平衡状态是(g10 m/s2)图5A.仅甲图 B.仅乙图 C.仅丙图 D.甲、乙、丙图答案12345678910111243/586.(湖南长沙联考)如图6所表示是一个力学平衡系统，该系统由三条轻质细绳将质量均为m两个小球连接悬挂组成，小球直径相比轻绳长度能够忽略，轻绳1与竖直方向夹角为30，轻绳2与竖直方向夹角大于45，轻绳3水平.当此系统处于静止状态时，轻绳1、2、3拉力分别为F1、F2、F3，比较三力大小，以下结论正确是A.F1F3 B.F2F3C.F1F2 D.F1F2答案123456789101112图644/587.(多项选择)(江西南昌3月模拟)如图7所表示，静止在粗糙水平面上半径为4R半球最高点A处有一根水平细线系着质量为m、半径为R光滑小球.已知重力加速度为g.以下说法正确是A.地面对半球摩擦力方向水平向右B.细线对小球拉力大小为 mgC.保持小球位置不变，将A点沿半球逐步下移，半球对小球支持力逐步减小D.剪断细线瞬间，小球加速度大小为0.6g123456789101112图7答案解析45/588.(多项选择)如图8所表示，光滑水平地面上有一直角三角形斜面体B靠在竖直墙壁上，物块A放在斜面体B上，开始时A、B静止.现用水平力F推A，A、B仍静止，则此时A、B受力个数组合可能是A.3个、5个 B.3个、3个C.4个、5个 D.3个、4个123456789101112综综合提升合提升练练图8答案解析47/589.如图9