高考物理总复习讲与练配套课件-人教课标版22.ppt

1、课时课时4共点力作用下物体的平衡共点力作用下物体的平衡知识点一知识点一物体平衡的基本概念物体平衡的基本概念知识回顾知识回顾1共点力：作用于物体上共点力：作用于物体上 的力，或力的的力，或力的 相交于相交于一点的力叫做共点力一点的力叫做共点力2平衡状态：物体处于平衡状态：物体处于 或或 运动状态叫做平运动状态叫做平衡状态衡状态3共点力作用下物体平衡的运动学特征是共点力作用下物体平衡的运动学特征是 为零，动力学为零，动力学特征是特征是 为零为零同一点同一点作用线作用线静止静止匀速直线匀速直线加速度加速度合外力合外力4共点力作用下物体的平衡条件：共点力作用下物体的平衡条件：物体受到的合力为零物体受到

2、的合力为零要点深化要点深化1物体的速度为零就是处于平衡状态吗？物体的速度为零就是处于平衡状态吗？“静止静止”满足两个条件，加速度和速度都为零，缺一不可要注满足两个条件，加速度和速度都为零，缺一不可要注意意“保持保持”某状态与某状态与“瞬时瞬时”某状态有区别例如，竖直上抛的物体某状态有区别例如，竖直上抛的物体运动到最高点时，这一瞬时的速度为零，但这一状态不可能保持，因运动到最高点时，这一瞬时的速度为零，但这一状态不可能保持，因而上抛物体在最高点不能称为静止也就是说，保持静止与速度为零而上抛物体在最高点不能称为静止也就是说，保持静止与速度为零不是一回事不是一回事2平衡条件有哪些常用的推论？平衡条件

3、有哪些常用的推论？(1)如果物体在两个力的作用下处于平衡状态，这两个力必定大小如果物体在两个力的作用下处于平衡状态，这两个力必定大小相等、方向相反，为一对平衡力相等、方向相反，为一对平衡力(2)如果物体在三个力的作用下处于平衡状态，其中任意两个力的如果物体在三个力的作用下处于平衡状态，其中任意两个力的合力一定与第三个力大小相等、方向相反合力一定与第三个力大小相等、方向相反(3)如果物体受多个力作用而处于平衡状态，其中任何一个力与其如果物体受多个力作用而处于平衡状态，其中任何一个力与其他力的合力大小相等、方向相反他力的合力大小相等、方向相反(4)当物体处于平衡状态时，沿任意方向物体所受的合力均为

4、零当物体处于平衡状态时，沿任意方向物体所受的合力均为零(5)三力汇交原理：如果一个物体受到三个非平行力作用而平衡，三力汇交原理：如果一个物体受到三个非平行力作用而平衡，这三个力的作用线必定在同一平面内，而且必为共点力这三个力的作用线必定在同一平面内，而且必为共点力基础自测基础自测如图如图1所示，质量为所示，质量为m的物体在水平向右的力的物体在水平向右的力F的作用下沿竖直的作用下沿竖直墙壁匀速下滑，物体与墙壁间的动摩擦因数为墙壁匀速下滑，物体与墙壁间的动摩擦因数为则物体所受滑动摩擦力则物体所受滑动摩擦力的大小和方向为的大小和方向为()Amg，竖直向上，竖直向上BF，竖直向上，竖直向上Cmg，竖直

5、向下，竖直向下 Dmg，竖直向上，竖直向上图图1解析：解析：物体沿墙壁匀速下滑，受到四个力的作用，受力如图物体沿墙壁匀速下滑，受到四个力的作用，受力如图2所所示物体匀速运动，所以它在竖直方向和水平方向上的力均平衡，即示物体匀速运动，所以它在竖直方向和水平方向上的力均平衡，即FNF，Ffmg，故，故D选项正确选项正确同样，物体与墙壁间的压力大小为同样，物体与墙壁间的压力大小为F，根据滑动摩擦力的计算公，根据滑动摩擦力的计算公式，有式，有FfFNF，由于物体沿墙壁下滑，则滑动摩擦力的方向竖，由于物体沿墙壁下滑，则滑动摩擦力的方向竖直向上，故直向上，故B选项也正确选项也正确答案：答案：BDBD图图2

6、知识点二知识点二求解平衡问题的方法求解平衡问题的方法知识回顾知识回顾1解决物体的平衡问题遵循的基本规律则是共点力作用下物体解决物体的平衡问题遵循的基本规律则是共点力作用下物体的平衡条件：的平衡条件：F合合0.2解平衡问题的基本步骤解平衡问题的基本步骤(1)选定选定 ，依据题意应该用整体法还是隔离法更有利于，依据题意应该用整体法还是隔离法更有利于解决问题应视具体问题而定解决问题应视具体问题而定(2)对研究对象进行准确的对研究对象进行准确的 ，找出哪些物体对要研究的，找出哪些物体对要研究的物体有力的作用物体有力的作用(3)画出画出 ，并将某些力进行合成或分解，作出平行四，并将某些力进行合成或分解，

7、作出平行四边形边形(4)根据平衡条件：根据平衡条件：，列出平衡方程进行求解，列出平衡方程进行求解研究对象研究对象受力分析受力分析受力示意图受力示意图F合合0(4)三力汇交原理：物体在同一个平面内三个力作用下处于平衡状三力汇交原理：物体在同一个平面内三个力作用下处于平衡状态时，若这三个力不平行，则这三个力必共点，这就是三力汇交原态时，若这三个力不平行，则这三个力必共点，这就是三力汇交原理理(5)矢量三角形法：物体受同一平面内三个互不平行的力作用平衡矢量三角形法：物体受同一平面内三个互不平行的力作用平衡时，这三个力的矢量箭头首尾相接恰好构成一个封闭的三角形，即这时，这三个力的矢量箭头首尾相接恰好构

8、成一个封闭的三角形，即这三个力的合力必为零，由此求得未知力三个力的合力必为零，由此求得未知力基础自测基础自测如图如图3所示，重物的质量为所示，重物的质量为m，轻细线，轻细线AO和和BO的的A、B端是固定端是固定的，平衡时的，平衡时AO是水平的，是水平的，BO与水平面的夹角为与水平面的夹角为，AO的拉力的拉力F1和和BO的拉力的拉力F2的大小是的大小是()图图3解析：解析：以结点以结点O为研究对象，受三力平衡为研究对象，受三力平衡解法一合成法解法一合成法根据平衡条件根据平衡条件Fmg如图如图4所示，在所示，在OFF2中中图图4解法二分解法解法二分解法如图如图5所示，将重力所示，将重力mg分解为分

9、解为F1和和F2解三角形解三角形OF1(mg)图图5答案：答案：BD题型一题型一隔离法和整体法的应用隔离法和整体法的应用例例1有一个直角支架有一个直角支架AOB，AO水平放置，表面粗糙，水平放置，表面粗糙，OB竖直竖直向下，表面光滑向下，表面光滑AO上套有小环上套有小环P，OB上套有小环上套有小环Q，两环质量均为，两环质量均为m，两环间由一根质量可忽略、不可伸展的细绳相连，并在某一位置，两环间由一根质量可忽略、不可伸展的细绳相连，并在某一位置平衡，如图平衡，如图6所示，现将所示，现将P环向左移一小段距离，两环再次达到平衡，环向左移一小段距离，两环再次达到平衡，那么将移动后的平衡状态和原来的平衡

10、状态比较，那么将移动后的平衡状态和原来的平衡状态比较，AO杆与杆与P环的支持环的支持力力FN和细绳上的拉力和细绳上的拉力F的变化情况是的变化情况是()AFN不变，不变，F变大变大BFN不变，不变，F变小变小CFN变大，变大，F变大变大 DFN变大，变大，F变小变小图图6答案答案B题后反思题后反思在解决物体之间的相互作用时，常常采用隔离法和整体法，若不在解决物体之间的相互作用时，常常采用隔离法和整体法，若不涉及物体之间的作用可用整体法，若要求物体之间的相互作用，需要涉及物体之间的作用可用整体法，若要求物体之间的相互作用，需要用隔离法用隔离法变式变式11(2010山东理综山东理综)如图如图7所示，

11、质量分别为所示，质量分别为m1、m2的两的两个物体通过轻弹簧连接，在力个物体通过轻弹簧连接，在力F的作用下一起沿水平方向做匀速直线的作用下一起沿水平方向做匀速直线运动运动(m1在地面，在地面，m2在空中在空中)，力，力F与水平方向成与水平方向成角则角则m1所受支持力所受支持力N和摩擦力和摩擦力f正确的是正确的是()ANm1gm2gFsinBNm1gm2gFcosCfFcosDfFsin图图7解析：解析：将将(m1m2)看作一个整体，在竖直方向，看作一个整体，在竖直方向，FsinN(m1m2)g，在水平方向，在水平方向，Fcosf，故选项，故选项A、C正确正确答案：答案：AC题型二题型二共点力作

12、用下的动态平衡问题共点力作用下的动态平衡问题例例2如图如图8所示，把球夹在竖直墙面所示，把球夹在竖直墙面AC和木板和木板BC之间，不计摩之间，不计摩擦，球对墙的压力为擦，球对墙的压力为FN1，球对板的压力为，球对板的压力为FN2，在将板，在将板BC逐渐放至水逐渐放至水平的过程中，下列说法中，正确的是平的过程中，下列说法中，正确的是()AFN1和和FN2都增大都增大BFN1和和FN2都减小都减小CFN1增大，增大，FN2减小减小DFN1减小，减小，FN2增大增大图图8解析解析此为一动态平衡问题，受力情况虽有变化，但球始终处此为一动态平衡问题，受力情况虽有变化，但球始终处于平衡状态于平衡状态对球受

13、力分析如图对球受力分析如图9所示，受重力所示，受重力G、墙对球的支持力、墙对球的支持力FN1和板对和板对球的支持力球的支持力FN2而平衡做出而平衡做出FN1和和FN2的合力的合力F，它与，它与G等大反向等大反向图图9当板当板BC逐渐放至水平的过程中，逐渐放至水平的过程中，FN1的方向不变，大小逐渐减小，的方向不变，大小逐渐减小，FN2的方向发生变化，大小也逐渐减小，如图的方向发生变化，大小也逐渐减小，如图9所示，由牛顿第三定律所示，由牛顿第三定律可知：可知：FN1FN1，FN2FN2，故答案，故答案B正确正确答案答案B题后反思题后反思用图解法分析力的动态变化，具有直观、便于比较的特点，它一用图

14、解法分析力的动态变化，具有直观、便于比较的特点，它一般适用于研究对象受三个力作用的情况，且其中一个力大小、方向不般适用于研究对象受三个力作用的情况，且其中一个力大小、方向不变，另一个力方向不变，第三个力大小、方向均变化应用时应注意变，另一个力方向不变，第三个力大小、方向均变化应用时应注意以下几点：以下几点：(1)明确要分解大小、方向均不变的力，把它分解到另外两个力的明确要分解大小、方向均不变的力，把它分解到另外两个力的反方向上反方向上(2)明确哪个力的方向是不变的明确哪个力的方向是不变的(3)(3)明确哪个力大小、方向变化，变化的范围如何明确哪个力大小、方向变化，变化的范围如何变式变式21半圆

15、形支架半圆形支架BAD上悬着两细绳上悬着两细绳OA和和OB，系于圆心，系于圆心O，下悬重为下悬重为G的物体，使的物体，使OA绳固定不动，将绳绳固定不动，将绳OB的的B端沿半圆支架从水端沿半圆支架从水平位置逐渐移至竖直平位置逐渐移至竖直C处，如图处，如图10甲所示，分析绳甲所示，分析绳OA和绳和绳OB所受力的所受力的大小如何变化？大小如何变化？图图10解析：解析：用图解法求解由于绳受重物的拉力用图解法求解由于绳受重物的拉力F才使绳才使绳OA和和OB受受到拉力，因此将拉力到拉力，因此将拉力F分解为分解为FA和和FB，如图，如图10乙所示乙所示绳绳OA固定，则固定，则FA的方向不变，在绳的方向不变，

16、在绳OB向上靠近向上靠近C的过程中，在的过程中，在B1、B2、B3的三个位置，两绳受的力分别为的三个位置，两绳受的力分别为FA1和和FB1、FA2和和FB2、FA3和和FB3.从图乙可看出从图乙可看出FA是一直减小的，而是一直减小的，而FB则是先变小后变大，当绳则是先变小后变大，当绳OB垂直于绳垂直于绳OA时，时，FB最小最小答案：答案：一直减小先变小后变大一直减小先变小后变大题型三题型三共点力平衡中的临界和极值问题共点力平衡中的临界和极值问题例例3跨过定滑轮的轻绳两端，分别系着物体跨过定滑轮的轻绳两端，分别系着物体A和物体和物体B，物体，物体A放在倾角为放在倾角为的斜面上，如图的斜面上，如图

17、11甲所示已知物体甲所示已知物体A的质量为的质量为m，物体，物体A与斜面的动摩擦因数为与斜面的动摩擦因数为(tan)，滑轮的摩擦不计，要使物体，滑轮的摩擦不计，要使物体A静止静止在斜面上，求物体在斜面上，求物体B的质量的取值范围的质量的取值范围(按最大静摩擦力等于滑动摩擦按最大静摩擦力等于滑动摩擦力处理力处理)图图11解析解析先选物体先选物体B为研究对象，它受到重力为研究对象，它受到重力mBg和拉力和拉力FT的作用，的作用，根据平衡条件有：根据平衡条件有：FTmBg再选物体再选物体A为研究对象，它受到重力为研究对象，它受到重力mg、斜面支持力、斜面支持力FN、轻绳拉、轻绳拉力力FT和斜面的摩擦

18、力作用，假设物体和斜面的摩擦力作用，假设物体A处于将要上滑的临界状态，则处于将要上滑的临界状态，则物体物体A受的静摩擦力最大，且方向沿斜面向下，这时受的静摩擦力最大，且方向沿斜面向下，这时A的受力情况如图的受力情况如图11乙所示，根据平衡条件有：乙所示，根据平衡条件有：FNmgcos0FTFfmmgsin0由摩擦力公式知：由摩擦力公式知：FfmFN联立四式解得联立四式解得mBm(sincos)再假设物体再假设物体A处于将要下滑的临界状态，则物体处于将要下滑的临界状态，则物体A受的静摩擦力最受的静摩擦力最大，且方向沿斜面向上，根据平衡条件有：大，且方向沿斜面向上，根据平衡条件有：FNmgcos0

19、FTFfmmgsin0由摩擦力公式知：由摩擦力公式知：FfmFN联立四式解得联立四式解得mBm(sincos)综上所述，物体综上所述，物体B的质量的取值范围是：的质量的取值范围是：m(sincos)mBm(sincos)答案答案m(sincos)mBm(sincos)题后反思题后反思解决临界问题，必须在变化中去寻找临界条件，即不能停留在一解决临界问题，必须在变化中去寻找临界条件，即不能停留在一个状态来研究临界问题，而是要研究变化的过程、变化的物理量，寻个状态来研究临界问题，而是要研究变化的过程、变化的物理量，寻找临界条件找临界条件变式变式31如图如图12所示，将重为所示，将重为G的物体的物体A

20、放在倾角为放在倾角为30的斜面的斜面上，上，A与斜面间的动摩擦因数与斜面间的动摩擦因数0.1，那么对，那么对A施加一个多大的水平力施加一个多大的水平力F，可使，可使A物体保持静止？物体保持静止？(设设A所受最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相所受最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等等)图图12解析：解析：当物体当物体A有沿斜面向上的运动趋势时，其受力如图有沿斜面向上的运动趋势时，其受力如图13甲所甲所示示图图13答案：答案：0.45GF0.72G1(2011福建福州福建福州3月质检月质检)如图如图14所示，放在斜面上的物体受到所示，放在斜面上的物体受到垂直于斜面向上的力垂直于斜面向上的力F作用而物体始终

21、保持静止当力作用而物体始终保持静止当力F逐渐减小时，逐渐减小时，则物体受到斜面的摩擦力则物体受到斜面的摩擦力()A保持不变保持不变B逐渐减小逐渐减小C逐渐增大逐渐增大 D以上三种均有可能以上三种均有可能图图14解析：解析：沿斜面方向，沿斜面方向，fmgsin，与外力，与外力F无关，故选项无关，故选项A正确正确答案：答案：A2(2011福建四校联考福建四校联考)如图如图15所示，用细绳将均匀球悬挂在光所示，用细绳将均匀球悬挂在光滑的竖直墙上，绳受的拉力为滑的竖直墙上，绳受的拉力为T，墙对球的弹力为，墙对球的弹力为N，如果将绳的长度，如果将绳的长度增加，则增加，则()AT、N均不变均不变 BT减小

22、、减小、N增大增大CT、N均增大均增大 DT、N均减小均减小图图15 解析：解析：设绳与竖直方向的夹角为设绳与竖直方向的夹角为，球受到三力，球受到三力(重力重力G、绳拉力、绳拉力T、墙弹力墙弹力N)处于平衡状态，则绳拉力处于平衡状态，则绳拉力T、墙弹力、墙弹力N的合力的合力F竖直向上，大竖直向上，大小等于小等于G，如图，如图16所示如果将绳的长度增加，则夹角所示如果将绳的长度增加，则夹角变小，变小，T、N均均减小，选项减小，选项D正确正确答案：答案：D D图图163(2010山东青岛一模山东青岛一模)a、b为截面完全相同的直角楔形物体，为截面完全相同的直角楔形物体，分别在垂直于斜边的恒力分别在

23、垂直于斜边的恒力F1、F2作用下静止在相同的竖直墙面上，如作用下静止在相同的竖直墙面上，如图图17所示下列说法正确的是所示下列说法正确的是()Aa、b受力个数一定相等受力个数一定相等Bb受到的摩擦力小于受到的摩擦力小于a受到的摩擦力受到的摩擦力Ca、b所受摩擦力方向一定沿墙面向上所受摩擦力方向一定沿墙面向上DF1、F2大小一定相等大小一定相等图图17解析：解析：对对a、b受力分析如图受力分析如图18所示，物体所示，物体a一定受四个力的作用，一定受四个力的作用，物体物体b可能受三个力可能受三个力(与墙面之间无摩擦与墙面之间无摩擦)，也可能受四个力的作用，物，也可能受四个力的作用，物体体b受摩擦力

24、方向可能沿斜面向上，也可能沿斜面向下，选项受摩擦力方向可能沿斜面向上，也可能沿斜面向下，选项A、C均均错误；由受力图可知，选项错误；由受力图可知，选项B正确；正确；F1、F2大小不一定相等，选项大小不一定相等，选项D错错误误答案：答案：B图图184(2010安徽合肥一模安徽合肥一模)如图如图19所示，在粗糙水平地面上放着一所示，在粗糙水平地面上放着一个截面为四分之一圆弧的柱状物体个截面为四分之一圆弧的柱状物体A，A的左端紧靠竖直墙，的左端紧靠竖直墙，A与竖直与竖直墙之间放一光滑圆球墙之间放一光滑圆球B，整个装置处于静止状态，若把，整个装置处于静止状态，若把A向右移动少许向右移动少许后，它们仍处

25、于静止状态，则后，它们仍处于静止状态，则()AB对墙的压力增大对墙的压力增大BA与与B之间的作用力增大之间的作用力增大C地面对地面对A的摩擦力减小的摩擦力减小DA对地面的压力减小对地面的压力减小图图19答案：答案：C5(2010广东四校联考广东四校联考)用一轻绳将小球用一轻绳将小球P系于光滑墙壁上的系于光滑墙壁上的O点，点，在墙壁和球在墙壁和球P之间夹有一矩形物块之间夹有一矩形物块Q，如图，如图20所示所示P、Q均处于静止均处于静止状态，则下列相关说法正确的是状态，则下列相关说法正确的是()AP物体受物体受4个力个力BQ受到受到3个力个力C若绳子变长，绳子的拉力将变小若绳子变长，绳子的拉力将变

26、小D若绳子变短，若绳子变短，Q受到的静摩擦力将增大受到的静摩擦力将增大图图20解析：解析：竖直墙壁是光滑的，物块竖直墙壁是光滑的，物块Q与竖直墙壁之间无摩擦力的作与竖直墙壁之间无摩擦力的作用，由于物块用，由于物块Q处于静止状态，由受力平衡可知，处于静止状态，由受力平衡可知，Q受重力，球对它竖受重力，球对它竖直向上的摩擦力，墙壁、直向上的摩擦力，墙壁、P球对它的水平弹力四力的作用，选项球对它的水平弹力四力的作用，选项B错误；错误；P受重力、受重力、Q对对P球水平弹力，绳子对球水平弹力，绳子对P的拉力和的拉力和Q对对P竖直向下的摩擦竖直向下的摩擦力四力的作用，选项力四力的作用，选项A正确；对正确；

27、对PQ整体，绳子拉力竖直分量等于整体，绳子拉力竖直分量等于PQ整整体的重力，绳子变长时，绳子与墙壁间夹角变小，拉力变小，选项体的重力，绳子变长时，绳子与墙壁间夹角变小，拉力变小，选项C正确；正确；Q所受摩擦力等于所受摩擦力等于Q的重力，与绳子长短无关，选项的重力，与绳子长短无关，选项D错误错误答案：答案：AC1有了坚定的意志，就等于给双脚添了一对翅膀。有了坚定的意志，就等于给双脚添了一对翅膀。2一个人的价值在于他的才华，而不在他的衣饰。一个人的价值在于他的才华，而不在他的衣饰。3生活就像海洋，只有意志坚强的人，才能到达彼岸。生活就像海洋，只有意志坚强的人，才能到达彼岸。4读一切好的书，就是和许多高尚的人说话。读一切好的书，就是和许多高尚的人说话。5最聪明的人是最不愿浪费时间的人。最聪明的人是最不愿浪费时间的人。6不要因为怕被玫瑰的刺伤到你，就不敢去摘玫瑰。不要因为怕被玫瑰的刺伤到你，就不敢去摘玫瑰。7大多数人想要改造这个世界，但却罕有人想改造自己。大多数人想要改造这个世界，但却罕有人想改造自己。8命运把人抛入最低谷时，往往是人生转折的最佳期。谁命运把人抛入最低谷时，往往是人生转折的最佳期。谁若自怨自艾，必会坐失良机！若自怨自艾，必会坐失良机！