粤教版高中物理必修第一册第三章相互作用微专题(三)力的合成与分解、共点力的平衡课件（20页PPT）

(共20张PPT)
第三章　相互作用
微专题(三)　力的合成与分解、共点力的平衡
类型一 整体法与隔离法分析连接体问题
1. 隔离法：为了弄清系统(连接体)内某个物体的受力情况和运动情况，一般 要把这个物体隔离出来进行受力分析，然后利用平衡条件求解.
2. 整体法：当只涉及研究系统而不涉及系统内部某些物体的力和运动时，一 般可把整个系统看成一个整体，画出系统整体的受力分析图，然后利用平衡 条件求解.
【典例1】　如图所示，甲、乙两个灯笼受到稳定的水平风力作用.悬于O点 的轻绳与竖直方向夹角θ＝37°，甲、乙所受风力相同.甲的质量m1＝m，连 接O点的轻绳所受拉力大小T1＝2mg，重力加速度大小为g，sin 37°＝0.6， cos 37°＝0.8.求：
(1)乙的质量m2和乙受到的水平风力的大小；
解析：(1)以甲、乙整体为研究对象，根据受力平衡可得T1cos θ＝(m1＋m2)g，T1sin θ＝2F风，解得m2＝0.6m，F风＝0.6mg.
答案：(1)m2＝0.6m，F风＝0.6mg
(2)乙受到轻绳的拉力T2的大小和方向.
【方法技巧】
应用整体法与隔离法解连接体平衡问题应注意以下两点
(1)整体法分析时不考虑系统内物体间的相互作用力.
(2)隔离法分析时应考虑隔离受力个数较少的物体.
C. 1∶2 D. 2∶1
D
解析：将两小球及弹簧B视为整体进行受力分析，有
故D正确，A、B、C错误.
类型二 动态平衡问题
1. 动态平衡：平衡问题中的一部分力是变力，是动态力，力的大小和方向均 要发生变化，所以叫动态平衡，这是力平衡问题中的一类难题.
2. 基本思路：化“动”为“静”，“静”中求“动”.
3. 基本方法：图解法、解析法和相似三角形法.
4. 处理动态平衡问题的一般步骤
(1)解析法
①列平衡方程求出未知量与已知量的关系表达式.
②根据已知量的变化情况来确定未知量的变化情况.
(2)图解法
①适用情况：一般物体只受三个力作用，且其中一个力大小、方向均不变， 另一个力的方向不变，第三个力的大小、方向均变化.
②一般步骤：a.首先对物体进行受力分析，根据力的平行四边形定则将三个 力的大小、方向放在同一个三角形中.
b.明确大小、方向不变的力，方向不变的力及方向变化的力的方向如何变 化，画示意图.
③注意：由图解可知，当大小、方向都可变的分力(设为F1)与方向不变、大小 可变的分力垂直时，F1有最小值.
B
A. FN1始终减小，FN2始终增大
B. FN1始终减小，FN2始终减小
C. FN1先增大后减小，FN2始终减小
D. FN1先增大后减小，FN2先减小后增大
解析：方法一：解析法
方法二：图解法
小球受重力G、墙面对球的压力FN1、木板对小球的支持力FN2而处于平衡状 态.由平衡条件知FN1、FN2的合力与G等大反向，θ增大时，画出多个平行四 边形，如图乙，由图可知，在θ增大的过程中，FN1始终减小，FN2始终减 小，故B正确.
A. 增大 B. 先减小后增大
C. 减小 D. 先增大后减小
B
类型三 平衡状态下的临界与极值问题
1. 临界问题：当某物理量发生变化时，会引起其他物理量的变化，从而使物 体所处的平衡状态“恰好出现”或“恰好不出现”.处理这类问题的最有效方 法是假设推理法，也就是先假设，再根据平衡条件及有关知识列平衡方程， 最后求解.
2. 极值问题：也就是平衡问题中，力在变化过程中的最大值和最小值问题.
3. 解决这类问题常用的两种方法
(1)解析法：根据物体的平衡条件列方程，在解方程时，采用数学知识求极值 或者根据物理临界条件求极值.
(2)图解法：根据物体的平衡条件作出物体的受力分析图，画出平行四边形或 矢量三角形进行动态分析，确定最大值或最小值.
【典例3】　如图所示，物体甲的质量为m1，三段轻绳的结点为O，轻绳OB水 平且B端与放置在水平面上的质量为m2的物体乙相连，轻绳OA与竖直方向的 夹角θ＝37°，物体甲、乙均处于静止状态.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.求：
思路点拨：①根据受力分析求出TOA、TOB.
②f＝TOB，当f恰为滑动摩擦力时就是所求临界值.
解析：按力的作用效果进行分解，如图所示.
(1)轻绳OA、OB受到的拉力分别是多大？
(2)物体乙受到的摩擦力是多大？方向如何？
(3)若物体乙的质量m2＝4 kg，物体乙与水平面之间的动摩擦因数为μ＝0.3， 欲使物体乙在水平面上不滑动，物体甲的质量m1最大不能超过多少？
答案：(3)1.6 kg
【方法技巧】
处理临界与极值问题的关键是正确分析物体所处临界状态的受力情况，准确 找出临界条件，结合平衡条件列方程求极值.
A. 0～8 N B. 4 N～8 N
C. 4 N～12 N D. 8 N～12 N
C
解析：当对A施加的拉力F最小时，A有向右运动的趋势，则Fmin＋fm＝
mBg，解得Fmin＝4 N，当对A施加的拉力F最大时，A有向左运动的趋势，则
Fmax＝fm＋mBg，解得Fmax＝12 N，则拉力F的取值范围为4 N～12 N. 故选C.