【物理教案】2021江苏高考物理：第二章专题强化二受力分析　共点力的平衡

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专题强化二　受力分析　共点力的平衡
专题解读 1.本专题是本章重要知识和规律的综合，特别是受力分析和平衡条件的应用，是
高考的重点和热点．
2．高考对本专题内容的考查主要是在选择题中作为一个考查点出现，但近年在计算题中也作
为一个力学或电学考点命题．
3．用到的相关知识有：受力分析、力的合成与分解、共点力的平衡条件；用到的主要方法有：
整体法与隔离法、合成法、正交分解法等．
1．力学中的五种力
种类
大小
方向
重力
G＝mg(不同高度、纬度、星球，g不同)
竖直向下
弹簧弹力
F＝kx(x为形变量)
沿弹簧轴线
静摩擦力
0＜Ff静≤Ffmax
与相对运动趋势方向相反
滑动摩擦力
Ff滑＝μFN
与相对运动方向相反
万有引力
F＝G
m
1
·
m
2
r
2
沿质点间的连线
2.受力分析
(1)把指定物体(研究对象)在特定的物理环境中受到的所有外力都找出来，并画出受力示意图
的过程．
(2)一般步骤
3．整体法与隔离法
整体法
概念
将加速度相同的几个物体作为
一个整体来分析的方法
选用
原则
研究系统外的物体对系统整体
的作用力或系统整体的加速度
例1　(2019·云南保山市统一检测)如图 1所示，A、B、C三个物体处于平衡状态，则关于
A、B、C三个物体的受力个数，下列说法正确的是(　　)
图1
A．A物体受到 4个力的作用
B．B物体受到 3个力的作用
C．C物体受到 3个力的作用
D．C物体受到 4个力的作用
答案　C
解析　物体 C受重力、B的支持力和摩擦力 3个力的作用，选项 C正确，D错误；物体 B受
重力、A的支持力、C的压力和摩擦力 4个力的作用，选项 B错误；把 B、C看成一个整体，
物体 A受重力、地面的支持力以及 B、C整体的压力 3个力的作用，选项 A错误．
变式 1　(2019·江苏盐城中学阶段测试)如图 2所示，带有孔的小球 A套在粗糙的倾斜直杆上，
与正下方的小球 B通过轻绳连接，处于静止状态．给小球 B施加水平力 F使其缓慢上升，直
到小球 A刚要滑动．在此过程中(　　)
图2
A．水平力 F的大小不变
B．杆对小球 A的支持力不变
C．轻绳对小球 B的拉力先变大后变小
D．杆对小球 A的摩擦力先变小后变大
答案　D
解析　小球 B受拉力 F、重力和轻绳的拉力 FT，合力为零，如图甲所示，由此可知，随着 α
的增大，拉力 F和轻绳张力 FT均增大，故 A、C错误．再对 A、B球整体分析，受重力、拉
力F、支持力 FN和静摩擦力 Ff，如图乙所示，设杆与水平方向的夹角为 θ，根据平衡条件，
在垂直杆方向有 FN＝(M＋m)gcos θ＋Fsin θ，随着 F的增大，支持力 FN增大；在平行杆方向
有：Fcos θ＋Ff＝(M＋m)gsin θ，可得：Ff＝(M＋m)gsin θ－Fcos θ，可知随着 F的增大，静摩
擦力逐渐减小，当(M＋m)gsin θ＝Fcos θ时，静摩擦力为零，此后静摩擦力反向增大，故 B
错误，D正确．
1．共点力的平衡
(1)平衡状态：物体静止或做匀速直线运动．
(2)平衡条件：F合＝0或Fx＝0，Fy＝0.
(3)常用推论
①若物体受 n个作用力而处于平衡状态，则其中任意一个力与其余(n－1)个力的合力大小相
等、方向相反．
②若三个共点力的合力为零，则表示这三个力的有向线段首尾相接组成一个封闭三角形．
2．处理平衡问题的基本思路
确定平衡状态(加速度为零)→巧选研究对象(整体法或隔离法)→受力分析→建立平衡方程→
求解或作讨论．
3．常用的方法
(1)在判断弹力或摩擦力是否存在以及确定它们的方向时常用假设法．
(2)求解平衡问题时常用二力平衡法、矢量三角形法、正交分解法、图解法等．
例2　(2019·全国卷Ⅲ·16)用卡车运输质量为 m的匀质圆筒状工件，为使工件保持固定，将
其置于两光滑斜面之间，如图 3所示．两斜面Ⅰ、Ⅱ固定在车上，倾角分别为 30°和60°.重
力加速度为 g.当卡车沿平直公路匀速行驶时，圆筒对斜面Ⅰ、Ⅱ压力的大小分别为 F1、F2，
则(　　)
图3
A．F1＝
3
3
mg，F2＝
3
2
mg
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