高考物理一轮复习专题24受力分析共点力的平衡教学案 23页

专题2.4 受力分析 共点力的平衡 ‎ 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.‎ ‎3.掌握整体法与隔离法，学会用图解法分析动态平衡问题和极值问题．‎ ‎ ‎ 一、共点力的平衡 ‎1．平衡状态：物体处于静止状态或匀速直线运动状态。‎ ‎2．共点力的平衡条件 F合＝0或者 ‎3．平衡条件的推论 ‎(1)二力平衡：如果物体在两个共点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。‎ ‎(2)三力平衡：如果物体在三个共点力的作用下处于平衡状态，其中任何一个力与其余两个力的合力大小相等，方向相反；并且这三个力的矢量可以形成一个封闭的矢量三角形。‎ ‎(3)多力平衡：如果物体在多个共点力的作用下处于平衡状态，其中任何一个力与其余几个力的合力大小相等，方向相反。‎ 高频考点一　物体的受力分析 ‎ ‎【例1】　(多选)‎ 如图所示，物体M在竖直向上的拉力F作用下静止在一固定的粗糙斜面上，则物体M受力的个数可能为(　　)‎ A．2个　　　　　 　　　　 B．3个 C．4个 D．5个 解析：当F＝mg时，物体只受到重力和拉力F的作用；当Fμ2（m＋M）g时，木板便会开始运动 D．无论怎样改变F的大小，木板都不可能运动 答案　AD ‎14．有一堆砂子在水平面上堆成圆锥形，稳定时底角为α ‎，如图11所示。如果视每粒砂子完全相同，砂子与砂子之间，砂子与地面之间的动摩擦因数均为μ，砂子之间的最大静摩擦力可近似认为与滑动摩擦力相等，以下说法正确的是（　　）‎ 图11‎ A．砂堆稳定时，砂堆底面受到地面的摩擦力一定为零 B．砂堆稳定时，只有形成严格规则的圆锥，底面受到地面的摩擦力才为零 C．砂堆稳定时形成的圆锥的底角最大值满足tan αmax＝ μ D．砂堆稳定时形成的圆锥的底角最大值满足cos αmax＝ μ 解析　对于砂堆整体，只受到重力和底面的支持力，水平方向上不受力，A正确；不论砂堆的形状是否为规则的圆锥形，整体受力不变，B错误；对砂堆侧面上的某粒砂子受力分析，如图所示则FN＝mgcos α，Ff＝mgsin α，Ff≤μFN，解得tan αmax ＝μ，C正确，D错误。‎ 答案　AC ‎15．如图12所示，质量为m1的物体甲通过三段轻绳悬挂，三段轻绳的结点为O，轻绳OB水平且B端与站在水平面上质量为m2的人相连，轻绳OA与竖直方向的夹角θ＝37°，物体甲及人均处于静止状态。（已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g取‎10 m/s2。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）‎ 图12‎ ‎ （1）轻绳OA、OB受到的拉力分别是多大？‎ ‎ （2）人受到的摩擦力是多大？方向如何？‎ ‎ （3）若人的质量m2＝‎60 kg，人与水平面之间的动摩擦因数μ＝0.3，欲使人在水平面上不滑动，则物体甲的质量最大不能超过多少？‎ ‎ 解析　（1）以结点O为研究对象进行受力分析，如图甲所示，由平衡条件有 甲 ‎ ‎ ‎ （2）对人受力分析，如图乙所示，人在水平方向受到OB绳的拉力FOB′和水平向左的静摩擦力作用，由平衡条件得f＝FOB′‎ 乙 ‎ 又FOB′＝FOB ‎ 所以f＝FOB＝m‎1g ‎ ‎ ‎ 答案　（1）m‎1g　m‎1g ‎ （2）m‎1g　水平向左　（3）‎‎24 kg