重力、彈力、摩擦力作用下物體的平衡

1、1. 1. 如圖所示如圖所示, , 質(zhì)量為質(zhì)量為m m的的ABAB桿靠在桿靠在 平臺的拐角上處于靜止狀態(tài)平臺的拐角上處于靜止狀態(tài), ,拐角處拐角處 光滑光滑, ,則粗糙地面對桿則粗糙地面對桿A A端施加的作用力為端施加的作用力為 （ ） A.A.受支持力和摩擦力作用受支持力和摩擦力作用 B.B.僅受支持力作用僅受支持力作用 C.C.僅受摩擦力作用僅受摩擦力作用 D.D.無法確定受幾個力作用無法確定受幾個力作用 A A 一、重力、彈力、摩擦力作用下物體的平衡一、重力、彈力、摩擦力作用下物體的平衡 2.2. 如圖所示如圖所示, , 完全相同的完全相同的A A、B B兩球兩球, ,質(zhì)量均為質(zhì)量均為

2、m m, ,用兩根等長的細線懸掛在用兩根等長的細線懸掛在O O點點, ,兩球之兩球之 間夾著一根勁度系數(shù)為間夾著一根勁度系數(shù)為k k的輕彈簧的輕彈簧, ,靜止靜止 時時, ,彈簧處于水平方向彈簧處于水平方向, ,兩根細線之間的夾角為兩根細線之間的夾角為, ,則則 彈簧的長度被壓縮了彈簧的長度被壓縮了 （ ） k mgtan k mgtan2 k mg 2 tan k mg 2 tan2 A. B. C. D. C 3. 3. 如圖所示如圖所示, , 物體物體P P左邊用一根輕彈簧和豎直墻相連左邊用一根輕彈簧和豎直墻相連, ,放放 在粗糙水平面上在粗糙水平面上, ,靜止時彈簧的長度大靜止時彈簧的

3、長度大 于原長于原長. .若再用一個從零開始逐漸增若再用一個從零開始逐漸增 大的水平力大的水平力F F向右拉向右拉P P, ,直到把直到把P P拉動拉動. . 在在P P被拉動之前的過程中被拉動之前的過程中, ,彈簧對彈簧對P P的的 彈力彈力F Fk k的大小和地面對的大小和地面對P P的摩擦力的摩擦力F Ff f的大小的變化情況是的大小的變化情況是 A.A.F Fk k保持不變保持不變, ,F Ff f先減小后增大先減小后增大 B.B.F Fk k保持不變保持不變, ,F Ff f始終減小始終減小 C.C.F Fk k先不變后增大先不變后增大, ,F Ff f先減小后增大先減小后增大 D.

4、D.F Fk k始終增大始終增大, ,F Ff f始終減小始終減小 答案答案 A A 4.4.如圖所示如圖所示, ,在粗糙的斜面上在粗糙的斜面上, , 物塊物塊 用勁度系數(shù)為用勁度系數(shù)為100 N/m100 N/m的輕質(zhì)彈簧的輕質(zhì)彈簧 平行于斜面拉住此物塊放在平行于斜面拉住此物塊放在abab間任何位置均能靜止間任何位置均能靜止, , 在其他位置不能靜止在其他位置不能靜止. .測得測得abab=22 cm,=22 cm,OaOa=8 cm,=8 cm,則物則物 塊靜止在斜面上時受到的摩擦力大小可能為塊靜止在斜面上時受到的摩擦力大小可能為 （ ） A.14 NA.14 NB.10 NB.10 N

5、C.6 NC.6 N D.2 N D.2 N 答案答案 CDCD 【例例1】 如圖如圖1-1-21-1-2所示所示, 物體物體A A靠在傾斜的靠在傾斜的 墻面上墻面上,在與墻面和在與墻面和B B垂直的力垂直的力F F作用下作用下,A A、 B B保持靜止保持靜止,試分析試分析A A、B B兩物體受力的個數(shù)兩物體受力的個數(shù). 圖圖1-1-21-1-2 二、整體法隔離法二、整體法隔離法 答案答案 A A受受5 5個力個力, ,B B受受4 4個力個力 練習練習1 1 (2009(2009海南海南3) 3) 兩剛性球兩剛性球a a和和b b 的質(zhì)量分別為的質(zhì)量分別為m ma a和和m mb b, ,

6、直徑分別為直徑分別為d da a和和d db b( (d da a d db b).).將將a a、b b球依次放入一豎直放置內(nèi)徑為球依次放入一豎直放置內(nèi)徑為r r 的平底圓筒內(nèi)的平底圓筒內(nèi), ,如圖如圖1-1-31-1-3所示所示. .設(shè)設(shè)a a、b b兩球靜止時對圓筒側(cè)面的壓兩球靜止時對圓筒側(cè)面的壓 力大小分別為力大小分別為F Ff1 f1和 和F Ff2 f2, ,筒底所受的壓力大小為 筒底所受的壓力大小為F F. .已知重力加速度已知重力加速度 大小為大小為g g，若所有接觸都是光滑的，若所有接觸都是光滑的, ,則則 （ ） 圖1-1-3 A.A.F F=(=(m ma a+ +m m

7、b b) )g g, ,F Ff1 f1= =F Ff2f2 B.B.F F=(=(m ma a+ +m mb b) )g g, ,F Ff1 f1 F Ff2 f2 C.C.m ma ag g F F(m ma a+ +m mb b) )g g, ,F Ff1 f1= =F Ff2f2 D.D.m ma ag g F F(m ma a+ +m mb b) )g g, ,F Ff1 f1 F Ff2 f2 答案答案 A A. B. C. D. 2 2 如圖如圖1-1-51-1-5所示所示, , 將半球置將半球置 于水平地面上于水平地面上, ,半球的中央有一光滑小孔半球的中央有一光滑小孔, ,

8、柔軟光滑的輕繩穿過小孔柔軟光滑的輕繩穿過小孔, ,兩端分別系有質(zhì)兩端分別系有質(zhì) 量為量為m m1 1、m m2 2的物體的物體( (兩物體均可看成質(zhì)點兩物體均可看成質(zhì)點),),它們靜止它們靜止 時時m m1 1與球心與球心O O的連線與水平線成的連線與水平線成4545角角, ,m m1 1與半球面與半球面 的動摩擦因數(shù)為的動摩擦因數(shù)為0.5,0.5,m m1 1所受到的最大靜摩擦力可認所受到的最大靜摩擦力可認 為等于滑動摩擦力為等于滑動摩擦力, ,則則 的最小值是的最小值是 圖1-1-5 2 1 m m 4 23 3 22 1 2 1 2 答案答案 B B 3 3 ( (20092009茂名市

9、二模茂名市二模) ) 如圖如圖1-1-61-1-6 所示是骨折病人的牽引裝置示意圖所示是骨折病人的牽引裝置示意圖, ,繩繩 的一端固定的一端固定, ,繞過定滑輪和動滑輪后掛繞過定滑輪和動滑輪后掛 著一個重物著一個重物, ,與動滑輪相連的帆布帶拉與動滑輪相連的帆布帶拉 圖圖1-1-61-1-6 著病人的腳著病人的腳, ,整個裝置在同一豎直平面內(nèi)整個裝置在同一豎直平面內(nèi). .為了使腳為了使腳 所受的拉力增大所受的拉力增大, ,可采取的方法是可采取的方法是 （ ） A.A.只增加繩的長度只增加繩的長度 B.B.只增加重物的質(zhì)量只增加重物的質(zhì)量 C.C.只將病人的腳向左移動只將病人的腳向左移動 D.D

10、.只將兩定滑輪的間距增大只將兩定滑輪的間距增大 答案答案 BCBC 4 4 如圖所示如圖所示, , 在水平傳送帶上有三個在水平傳送帶上有三個 質(zhì)量分別為質(zhì)量分別為m m1 1、m m2 2、m m3 3的木塊的木塊1 1、2 2、3,3, 中間分別用一原長均為中間分別用一原長均為L L，勁度系數(shù)均為，勁度系數(shù)均為k k的輕彈簧的輕彈簧 連接起來連接起來. .已知木塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為已知木塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為. . 現(xiàn)用水平細繩將木塊現(xiàn)用水平細繩將木塊1 1固定在左邊的墻上固定在左邊的墻上, ,傳送帶按傳送帶按 圖示方向勻速運動圖示方向勻速運動, ,當三個木塊達到平衡后當三個木塊達

11、到平衡后,2,2、3 3兩兩 木塊之間的距離是木塊之間的距離是( (已知重力加速度為已知重力加速度為g g) ) A. A.L L+ +( (m m1 1+ +m m2 2) )g g/ /k kB.B.L L+ +m m2 2g g/ /k k C. C.L L+ +( (m m1 1+ +m m2 2+ +m m3 3) )g g/ /k kD.D.L L+ +m m3 3g g/ /k k 答案答案 D D 拓展探究拓展探究 上例中上例中1 1、3 3兩木塊之間的距離為多少兩木塊之間的距離為多少? ? 答案答案 k gmm L )2( 2 32 1. 1.彈簧連接的物體平衡和運動是物理中

12、常見的彈簧連接的物體平衡和運動是物理中常見的 情景情景, ,靜止時的平衡態(tài)即為合力為零時；物體在運動靜止時的平衡態(tài)即為合力為零時；物體在運動 過程中過程中, ,彈簧彈力的大小，方向是可變的彈簧彈力的大小，方向是可變的, ,所以在平所以在平 衡態(tài)時常有最大速度衡態(tài)時常有最大速度( (如簡諧振動如簡諧振動) )出現(xiàn)出現(xiàn). . 2.2.分析彈簧問題時分析彈簧問題時, ,特別注意找到原長位置，平特別注意找到原長位置，平 衡位置和極端位置衡位置和極端位置. . 3.3.在計算題中在計算題中, ,彈簧的平衡態(tài)以一個知識點出現(xiàn)彈簧的平衡態(tài)以一個知識點出現(xiàn), , 列出平衡方程即可以求解列出平衡方程即可以求解.

13、 . 三、基三、基 礎(chǔ)礎(chǔ) 回回 扣扣 1. 1. 重力重力 （1）產(chǎn)生：重力是由于地面上的物體受地）產(chǎn)生：重力是由于地面上的物體受地 球的球的 而產(chǎn)生的而產(chǎn)生的,但兩者不等價但兩者不等價.因為因為 萬有引力的一個分力要提供物體隨地球自轉(zhuǎn)萬有引力的一個分力要提供物體隨地球自轉(zhuǎn) 所需的所需的 ，而另一個分力即重力，而另一個分力即重力,如圖如圖 1-1-11-1-1所示所示. （2）大?。┐笮?隨地理位置的變化而變化隨地理位置的變化而變化 在兩極在兩極:G G=F F萬 萬 圖圖1-1-11-1-1 萬有引力萬有引力 向心力向心力 在赤道在赤道:G G=F F萬 萬-F F向向 一般情況下一般情況下

14、,在地表附近在地表附近G G = （3）方向）方向:豎直向下豎直向下,并不指向地心并不指向地心. 2.2.彈力彈力 （1）產(chǎn)生條件）產(chǎn)生條件:接觸接觸;擠壓；擠壓； . （2）大?。簭椈蓮椓Γ┐笮。簭椈蓮椓 F=kxkx,其它的彈力利用牛頓運動定其它的彈力利用牛頓運動定 律結(jié)合律結(jié)合 求解求解. （3）方向）方向:壓力和支持力的方向垂直于壓力和支持力的方向垂直于 指向被壓指向被壓 或被支持的物體或被支持的物體,若接觸面是球面若接觸面是球面,則彈力的作用線一定則彈力的作用線一定 過過 .繩的作用力繩的作用力 沿繩沿繩,桿的作用力桿的作用力 沿桿沿桿. 提醒提醒 繩只能產(chǎn)生拉力繩只能產(chǎn)生拉力,

15、,桿既可以產(chǎn)生拉力桿既可以產(chǎn)生拉力, ,也可以產(chǎn)生也可以產(chǎn)生 支持力支持力, ,在分析豎直面內(nèi)的圓周運動問題時應注意二者在分析豎直面內(nèi)的圓周運動問題時應注意二者 的區(qū)別的區(qū)別. . mgmg 形變形變 平衡條件平衡條件 接觸面接觸面 球心球心一定一定不一定不一定 3. 3. 摩擦力摩擦力 (1)(1)產(chǎn)生條件產(chǎn)生條件: :接觸且擠壓；接觸且擠壓；接觸面粗糙；接觸面粗糙；有有 或或 . . (2)(2)大小大小: :滑動摩擦力滑動摩擦力F Ff f= =F FN N, ,與接觸面的與接觸面的 無關(guān)；無關(guān)； 靜摩擦力根據(jù)牛頓運動定律或平衡條件來求靜摩擦力根據(jù)牛頓運動定律或平衡條件來求. . (3)

16、(3)方向方向: :沿接觸面的沿接觸面的 方向方向, ,并且與相對運動或相并且與相對運動或相 對運動趨勢方向相反對運動趨勢方向相反. . 4.4.力的合成與分解力的合成與分解 由于力是矢量由于力是矢量, ,因此可以應用平行四邊形定則進行合因此可以應用平行四邊形定則進行合 成與分解，常用成與分解，常用 法和法和 法來分析平法來分析平 衡問題衡問題. . 5. 5. 共點力的平衡共點力的平衡 (1)(1)狀態(tài)狀態(tài): :靜止或靜止或 相相 對運動對運動相對運動趨勢相對運動趨勢 面積面積 切線切線 正交分解正交分解力的合成力的合成 勻速運動勻速運動 (2)(2)條件條件: :F F合 合=0 =0 思思 路路 方方 法法 1.1.處理平衡問題的基本思路處理平衡問題的基本思路: :確定平衡狀態(tài)確定平衡狀態(tài)( (加速度加速度 為為 )巧選研究對象巧選研究對象( (整體法或隔離法整體法或隔離法)受力受力 分析分析建立平衡方程建立平衡方程求解或作討論求解或作討