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,专题一力与运动,第一部分专题突破方略,专题一力与运动,专题一力与运动,专题一力与运动,第1讲力与平衡,重点知识归纳,一、六种常见性质力分析,二、共点力平衡的基本思路和方法1求解共点力平衡问题的思路,2共点力平衡问题的解法(1)二力平衡法当物体在两个共点力作用下平衡时，这两个力一定等大反向(2)解三角形法该方法主要用来解决三力平衡问题若力三角形为直角三角形，则运用勾股定理或三角函数求解；若力三角形为斜三角形，则运用正弦定理、余弦定理的知识求解,(3)正交分解法物体在多个共点力作用下处于平衡状态时，可以把各力沿两个相互垂直的方向分解，在这两个方向上分别根据Fx0、Fy0列方程并进行讨论(4)相似三角形法通过力三角形与几何三角形相似的方法求未知力，这种方法在解斜三角形问题时更显优越性,(5)图解法当物体所受的力变化时，通过对几个特殊状态画出受力图(在同一图上)进行对比分析，使动态问题静态化，抽象问题形象化，问题将变得易于分析处理,热点题型示例,1受力分析的步骤(1)明确研究对象，可以是一个结点、一个物体或物体系统等(2)按顺序找力：一般先分析重力；其次分析接触力(包括弹力和摩擦力)，最后分析电场力、磁场力(3)画出受力图，标出表示力的字母，并检查以防漏力或多力,2受力分析的注意事项(1)只分析研究对象受的力(即研究对象以外的物体给研究对象的力)，而不分析研究对象给其他物体的力(2)只分析性质力，如重力、弹力、摩擦力、电场力、磁场力等，不分析效果力，如向心力等(3)考虑了分力就不能再同时考虑合力，反之亦然(4)物体的受力情况与运动情况相对应,(2011年押题卷)如图111所示，物块的质量为m，在恒力F的作用下，紧靠在天花板上保持静止，若物块与天花板间的动摩擦因数为，则()图111,A物块可能受到3个力作用B物块受到的摩擦力的大小一定为FcosC天花板对物块摩擦力的大小一定为FsinD物块对天花板的压力大小为Fmg,【自主解答】进行受力分析，物块受重力mg、外力F的作用，然后用“假设法”判定，它一定受到静摩擦力Ff与支持力FN，物块共受到4个力作用，如图所示A选项错误对物块受力在水平、竖直方向建立坐标系，正交分解、应用三角函数，由平衡条件得：水平方向：FcosFf竖直方向：FsinFNmg,所以，C、D错误，B正确综上分析，正确选项为B.【答案】B,强化训练1如图112所示，100个大小相同、质量均为m且无摩擦的小球，静止放置于两个相互垂直且光滑的平面上，已知平面AB与水平面夹角为30，则第二个小球()图112,A共受到三个力的作用B共受到四个力的作用C对第三个小球的作用大小为48mgD对第三个小球的作用大小为47mg,解析：选B.选第二个小球为研究对象，它受到重力、斜面的支持力、第一个小球的弹力和第三个小球的弹力四个力的作用再选第二个球以上(包括第三个球)的98个球为研究对象，它受到重力98mg、支持力F1及第二个球对它的沿斜面向上的弹力F2作用，根据平衡条件可得F298mgsin3049mg.,1整体法：选取几个物体组成的整体为研究对象，进行受力分析的方法用整体方法解题一般较简单，但整体法不能求内力2隔离法：把研究对象从周围物体中隔离出来，进行受力分析的方法隔离法不仅能求出其他物体对整体的作用力，而且还能求出整体内部物体之间的作用力,3注意问题(1)实际问题通常需要交叉应用隔离法与整体法才能求解(2)对两个以上的物体叠加组成的物体进行受力分析时，一般先从受力最简单的物体入手，采用隔离法进行分析,如图113所示，质量为M的直角三棱柱A放在水平地面上，三棱柱的斜面是光滑的，且斜面倾角为.质量为m的光滑球放在三棱柱和光滑竖直墙壁之间，A和B都处于静止状态，求地面对三棱柱支持力和摩擦力各为多少？图113,【自主解答】选取A和B整体为研究对象，它受到重力(Mm)g，地面支持力FN，墙壁的弹力F和地面的摩擦力Ff的作用(如图所示)而处于平衡状态根据平衡条件有：FN(Mm)g0FFf,再以B为研究对象，它受到重力mg，三棱柱对它的支持力FNB，墙壁对它的弹力F的作用(如图所示)，而处于平衡状态，根据平衡条件有：FNBcosmgFNBsinF解得Fmgtan所以FfFmgtan.【答案】(Mm)gmgtan,强化训练2(2011年高考海南卷)如图114，粗糙的水平地面上有一斜劈，斜劈上一物块正在沿斜面以速度v0匀速下滑，斜劈保持静止，则地面对斜劈的摩擦力()图114,A等于零B不为零，方向向右C不为零，方向向左D不为零，v0较大时方向向左，v0较小时方向向右解析：选A.法一：整体法选物块和斜劈为研究对象，由于系统的加速度等于零，合力等于零，故系统在水平方向的合力等于零因此地面对斜劈的摩擦力等于零故A正确,1动态平衡所谓动态平衡是指通过控制某些物理量，使物体的状态发生缓慢变化，而在这一过程中物体又始终处于一系列的平衡状态,2分析动态平衡问题的方法解决此类问题的基本方法有解析法和图解法(1)解析法：画出研究对象的受力图，根据动态变化的原因，一般是某一夹角在发生变化，用三角函数表示出各个作用力与变化夹角之间的关系，从而判断各作用力的变化,(2)图解法：画出研究对象的受力图，作出力的平行四边形或矢量三角形，依据某一参量的变化，分析各边的长度变化从而确定力的大小及方向的变化情况当物体受到一个大小方向不变、一个方向不变、一个大小方向都变化的三个力作用时，且题目只要求定性讨论力的大小而不必进行定量计算时应首先考虑这种方法,如图115所示，质量为m的物体在三根细绳悬吊下处于平衡状态，现用手持绳OB的B端，使B端缓慢向上转动，且始终保持结点O的位置不动，则AO绳拉力F1、BO绳拉力F2的变化情况是()图115,AF1变小，F2变小BF1变小，F2先变小、后变大CF1变大，F2变小DF1变大，F2先变大、后变小,【自主解答】以结点O为研究对象，受OA绳的拉力F1、OB绳的拉力F2、OC绳的拉力(大小等于mg)作用它始终处于平衡状态，用平行四边形定则做出相应的“力三角形OBD”，它的三个边长分别表示三个力的大小，如图所示,在OB向上转动的过程中，OC绳的拉力一直等于mg，其大小、方向均不变；因OA位置不变，F1的方向不变当B点向上转动时，从图形的几何特点可以看出，拉力F1一直变小，拉力F2先变小、后变大综上分析，正确选项为B.【答案】B,强化训练3(2011年厦门高三冲刺卷)我国国家大剧院外部呈椭球型，假设国家大剧院的屋顶为半球型，一警卫员为执行特殊任务，必须冒险在半球型屋顶上向上缓慢爬行(如图116所示)，他在向上爬的过程中()图116,屋顶对他的支持力变大屋顶对他的支持力变小屋顶对他的摩擦力变大屋顶对他的摩擦力变小ABCD,解析：选B.作出人的受力图，如图，受力分析时要注意摩擦力的方向沿着接触面的切线方向，支持力的方向垂直于接触面，即背向圆心将人受的摩擦力与支持力合成，其合力与重力平衡由图得：Ffmgsin，FNmgcos，随着从90逐渐减小到0，Ff减小，FN增大故选B.,
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