高三讲义基础版《受力分析整体与隔离法》.docx

高三讲义基础版《受力分析整体与隔离法》考点一 受力分析 整体法与隔离法的应用1. 受力分析（1） 定义：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） 受力分析的一般顺序：① 首先分析场力（重力、电场力、磁场力）.② 其次分析接触力（弹力、摩擦力）.③ 最后分析其他力.2. 整体法与隔离法 （1）对整体法和隔离法的理解① 整体法是指将相互关联的各个物体看成二的方法.② 隔离法是指将某物体从周I韦I物体中隔离出来，单独分析该物体的方法.（2）整体法和隔离法的使用技巧当分析相互作用的两个或两个以上物体整体的受力情况及分析外力对系统的作用时，宜用 整体法;而在分析系统内各物体（或一个物体各部分）间的相互作用时，宜用隔离法.1 •［应用隔离法受力分析妆口图1所示，物体/置于水平地而上，力F竖直向下作用于 物体B上,A. B保持静止，则物体/的受力个数为（）A. 3 B. 4 C. 5 D. 62. ［应用隔离法受力分析］如图2所示，传送带沿逆时针方向匀速转动.小木块-b 用细线连接，用平行于传送带的细线拉住两木块均处于静止状态.关于木块受力个 数，正确的是（）A. a受4个，〃受5个 B. a受4个，〃受4个C. q受5个，方受5个 D.。

受5个，方受4个3. ［应用整体法与隔离法受力分析］（多选）如图3所示，两个相似的斜面体力、B在竖直向 上的力F的作用下静止靠在竖直粗糙墙壁上，关于斜面体/和B的受力情况，下列说法正 确的是（）A. /一定受到四个力B. B可能受到四个力C. P与墙壁之间一定有弹力和摩擦力D. /与B之间一定有摩擦力4. ［整体法与隔离法的应用］（2013•山东• 15）如图4所示，用完全相同的轻弹簧/、B、C将两个相同的小球连接并悬挂，小球处于静止状态，弹簧/与竖直方向的夹 角为30弹簧C水平，则弹簧/、C的伸长量之比为（）A. ^3 : 4 B. 4 ：羽 C. 1 : 2 D. 2 ： 1受力分析的三个常用判据1. 条件判据：不同性质的力产生条件不同，进行受力分析时最基本的判据是根据其产生条件.2. 效果判据：冇时候是否满足某力产生的条件是很难判定的，可先根据物体的运动状态进行分析，再运 用平衡条件或牛顿运动定律判定未知力，也可应用“假设法”.（1） 物体平衡时必须保持合外力为零.（2） 物体做变速运动时必须保持合力方向沿加速度方向，合力大小满足F=ma.v2（3） 物体做匀速圆周运动时必须保持恒力被平衡，合外力大小恒定，满足F= 临,方向始终指向圆心.3. 特征判据：在有些受力情况较为复杂的情况下，我们根据力产生的条件及其作用效果仍不能判定该力 是否存在时，可从力的作用是相互的这个基本特征出发，通过判定其反作用力是否存在来判定该力.考点二 平衡条件的应用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或者丿凡=0片=03. 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鲤.(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儿个力的合力大小 相等,方向ffiS.4. 应用平衡条件解题的步骤(1) 选取研究对象：根据题目要求，选取一个平衡体(单个物体或系统，也可以是结点)作为研究对象.(2) 画受力示意图：对研究对象按受力分析的顺序进行受力分析，画出受力示意图.(3) 建立坐标系：选取合适的方向建立直角坐标系.(4) 列方程求解：根据平衡条件列出平衡方程，解平衡方程，对结果进行讨论.5. |合成法的应用］在如图所示的A、B、C、D四幅图中，滑轮本身的重力忽略不计，滑轮的轴O安装 在一根轻木杆P上，一根轻绳血绕过滑轮，。

端固定在墙上，b端下而都挂一个质量为加的重物，当滑轮和重物都静止不动时，图A、C、D中杆P与竖直方向的夹角均为〃，图B小杆P在竖直方向上，假设A、B、C、D四幅图中滑轮受到木杆弹力的大小依次为心、凡、Fc、Fd，则以下判断中正确的是()ADA. Fa=Fb=Fc=FdC. Fa=Fc=Fd>FbB. Fd>Fa=Fb>FcD. Fc>Fa=Fb>Fd处理平衡问题的常用方法与技巧1. 合成法：物体受三个共点力的作用而平衡，则任意两个力的合力一定与第三个力大小相等、方向相反.2. 分解法：物体受三个共点力的作用而平衡，将某一个力按力的效果分解，则其分力和其他两个力满足 平衡条件.3. 正交分解法：物体受到三个或三个以上力的作用而平衡，将物体所受的力分解为相互垂直的两组，每 组力都满足平衡条件.4. 整体法和隔离法：当多个物体整体处于平衡状态时系统内的各物体相对静止，有静止和匀速运动两种 情况，不涉及内力时，采用整体法进行受力分析并求解•涉及内力吋宜采用先隔离后整体或先整体后隔离 的方法.考点三 三力动态平衡问题的处理技巧1. 动态平衡问题指通过控制某些物理暈，使物体的状态发生缓慢的变化，而在这个过程中物体始终处于一系列的他状态.2. 解决动态平衡问题的关键抓住不变量，确定自变量,依据不变量与自变量的关系来确定其他量的变化规律.3. 常用的分析方法(1)解析法：对研究对象的任一状态进行受力分析，建立平衡方程,求出因变量与自变量的一般函数关系式, 然后根据自变量的变化情况及变化区间确定因变量的变化情况.(2)图解法：对研究对象在状态变化过程中的若T状态进行受力分析，依据某一参量(…般为某一角度)的变化，在同一图中作出物体在若干状态下力的平行四边形或三鱼形，再由力的平行四边形或三角形的边的长 度变化及复度变化确定某些力的大小及方向的变化情况.8.［图解法求极值］如图7所示，用一根长为/的细绳一端固定在。

点，另一端悬挂 质量为加的小球儿 为使细绳与竖直方向成30角且绷紧，小球力处于静止，对小球施加的最小的力是()D.和9•［图解法的应用］半圆柱体P放在粗糙的水平地面上，其右端有一固定放置的竖直扌当板A/N•在半圆柱体P和MN之间放有一个光滑均匀的小圆柱体Q,整个装置处于平衡状态，如图8所示 是这个装置的截面图•现使保持竖直并且缓慢地向右平移，在0滑落到地面之前，发现P始终保持静止.则在此过程中，下列说法小正确的是( )A. 对的弹力逐渐减小B. 地面对P的摩擦力逐渐增大C. P、Q间的弹力先减小后增大D. 0所受的合力逐渐增大10. ［解析法和图解法的应用］如图9, 一小球放置在木板与竖直墙面之间.设墙面对球的压力 大小为尸，球对木板的压力大小为尽2•以木板与墙连接点所形成的水平直线为轴，将木板从图 示位置开始缓慢地转到水平位置.不计摩擦，在此过程小()A. Fn i始终减小,Fn2始终增大B. 你1始终减小，Fn2始终减小C. 凡】先增大后减小，斥2始终减小D. Fn】先增大后减小，尸池先减小后增大处理动态平衡问题的一般思路1. 平行四边形定则是基本方法，但也要根据实际情况采用不同的方法，若出现直角三角形，常用三角函 数表示合力与分力的关系.2. 图解法的适用情况：图解法分析物体动态平衡问题时，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，第三个力大小、方向均变化.3. 用力的矢量三角形分析力的最小值问题的规律：(1) 若已知尸合的方向、大小及一个分力尺的方向，则另一分力尸2的最小值的条件为F］丄尸2；(2) 若已知F舍的方向及一个分力尺的大小、方向，则另一分力尺的最小值的条件为尺丄F合. 考点四 平衡中的临界与极值问题1. 极值问题：(1) 定义：平衡物体的极值问题，一般指在力的变化过程中的最大值和最小值问题.(2) 解题方法：解决这类问题的常用方法是鲍近法，即根据物体的平衡条件列出方程，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.另外，图解法也是常用的一种方法，即根据物体的平衡条件 作出力的矢量图,画出平行以边形或者矢量三角形进行动态分析，确定最大值或最小值.2•临界问题：(1) 定义：由某种物理现象变化为另一种物理现象或由某种物理状态变化为另一种物理状态时，发生转折的 状态叫临界状态，解题的关键是确定“恰好出现”或“恰好不出现”的条件.(2) 解题方法：解决这类问题的基本方法是假设推理法，即先假设某种情况成立，然后根据平衡条件及有关 知识进行论证、求解.11. ［临界问题］如图11所示，在水平板左端有一固定挡板，挡板上连接一轻质弹簧，紧贴弹簧放一质量 为加的滑块，此时弹费处于自然长度.已知滑块与板间的动摩擦因数为*,最大静摩擦力等于滑动摩擦 力•现将板的右端缓慢抬起使板与水平面间的夹角为〃，最后直到板竖直，此过程中弹簧弹力的大小F随 夹角e的变化关系可能是图中的()针对训练：I. (2014-山东・14)如图14,用两根等长轻细将木板悬挂在竖直木桩上等高的两点，制成一简易 秋千，某次维修时将两轻绳各剪去一小段，但仍保持等长且悬挂点不变.木板静止时，戸表示木板所受合 力的大小，局表示单根轻绳对木板拉力的大小，则维修后()A. F］不变，凡变大 B.尺不变，尺变小C. 尺变大，局变大 D.尺变小，尸2变小2. (2013-天津・5)如图15所示，小球用细绳系住，绳的另一端固定于O点.现用水平力F缓慢推动斜面 体，小球在斜面上无摩擦地滑动，细绳始终处于直线状态，当小球升到接近斜面顶端时细绳接近水平，此 过程中斜而对小球的支持力Fn以及绳对小球的拉力Ft的变化情况是()A. 你保持不变，Ft不断增大B. 乐不断增大，Ft不断减小C. 你保持不变，Ft先增大后减小D. 你不断增大，Fr先减小后增大3. 如图2所示，在倾斜的滑杆上套一个质量为加的圆环，圆环通过轻绳拉着一个质量为M的物体，在圆环沿滑杆向下滑动的过程中，悬挂物体的轻绳始终处于竖直方向，贝！1()A. 环只受三个力作用B. 环一定受四个力作用C. 物体做匀加速运动D. 悬绳对物体的拉力小于物体的重力4. 如图4所示，质量均为lkg的小球a、b在轻弹簧/、B及外力F的作用下处于 平衡状态，其中力、3两个弹簧的劲度系数均为5 N/cm, B弹簧上端与天花板固定 连接，轴线与竖直方向的夹角为60, A弹簧竖直，g取10 m/s2,则以下说法正确 的是()A. /弹簧的伸长量为3 cmB. 外力 F=1()V3 NC. B弹簧的伸k量为4 cmD. 突然撤去外力F瞬间，方球加速度为05. 如图5所示，水平固定且倾角为30。

的光滑斜面上有两个质量均为刃的小球/、B,它们用劲度系数为k的轻质弹簧连接，现对B施加一水平向左的推力F使/、B均静止在斜而上，此时弹费的长度为则弹簧原长和推力F的大小分别为()A. /+熒，芈〃7g B. 1_囁,羊〃7g6.(多选)如图8所示，一个质量为加的滑块静止置于倾角为30啲粗糙斜而上,一根轻弹簧一端固定在竖直墙上的P点，另一端系在滑块上，弹赞与竖直方向的夹角为30贝％ )A. 弹簧一定处于压缩状态B. 滑块可能受到三个力作用C. 斜而对滑块的支持力不能为0D. 斜面对滑块的摩擦力的大小等于加g7.(多选)如图9所示，质量为M的斜迦体/置于粗糙水平曲上，用轻绳拴住质量为〃?的小球B。