2021届高考物理一轮复习2第3讲受力分析共点力的平衡练习含解析

在高考物理复习中，受力分析是至关重要的一个部分，特别是在解决共点力平衡的问题时。受力分析涉及对物体静止或匀速直线运动状态下所受力的识别和描绘，以便通过牛顿运动定律来解决问题。以下是针对给定内容的详细解释： **考点一：受力分析** 受力分析通常涉及以下几个步骤： 1. **隔离法**：将研究对象从其环境隔离出来，只考虑该对象受到的力。 2. **整体法**：如果多个物体以相同加速度运动，可以将它们视为一个整体进行分析，简化问题。 3. **假设法**：在不确定某个力是否存在的时候，可以先假设它存在，然后分析这个假设对物体运动状态的影响。 例如，在典例1中，通过分析小球A的受力情况，我们看到正确答案C中，小球受到重力和来自墙的弹力，这两个力形成平衡，使得小球静止。而其他选项中的力的组合无法达到平衡，所以错误。 **考点二：共点力平衡问题与正交分解法的应用** 共点力平衡是指物体在多个力作用下仍保持静止或匀速直线运动的状态。正交分解法是一种处理此类问题的有效工具，它涉及到将力沿两个垂直方向（如水平和竖直）分解，然后分别在这些方向上应用牛顿第二定律。 在典例2中，物块在斜面上匀速运动，通过正交分解，我们可以找到物块在各个方向上的力的平衡条件。例如，沿斜面方向的力平衡意味着拉力、重力分量和摩擦力相等，垂直斜面方向的力平衡意味着支持力等于重力分量。 **合成法或分解法的应用** 典例3展示了合成法的应用，即通过将力分解或合成来解决问题。在圆筒工件的例子中，工件受到重力的作用，并且在两个不同角度的斜面上得到支持力。通过分解重力，可以找出每个支持力的大小，进而根据牛顿第三定律得出工件对斜面的压力。 **实际应用：港珠澳大桥的索塔受力分析** 在实际工程问题中，如港珠澳大桥的斜拉桥设计，索塔的受力分析是关键。钢索的分布和数量会影响索塔所受的压力和拉力。增加钢索数量不会改变索塔受到的总压力，但可以分散压力，提高结构稳定性。降低索塔高度会增加钢索的拉力，因为斜度增大导致拉力分量增加。当钢索对称分布且拉力相等时，合力方向会沿垂直方向，确保索塔稳定。 受力分析和共点力平衡是高中物理中的核心概念，通过正交分解、合成法和实例分析，可以帮助学生理解和解决复杂的力学问题。在实际应用中，这些理论同样至关重要，例如在桥梁工程的设计和安全评估中。理解并掌握这些知识，对于准备高考物理考试以及未来进一步学习科学和技术领域都是非常必要的。