專(zhuān)題力與物體的平衡

關(guān)于專(zhuān)題力與物體的平衡第一頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日

高考命題焦點(diǎn):

力學(xué)中的三類(lèi)常見(jiàn)的力：重力、彈力、摩擦力，特別是靜摩擦力，這是高考中?？嫉膬?nèi)容。由于靜摩擦力隨物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)發(fā)生變化，在分析中容易失誤，同學(xué)們一定要下功夫把靜摩擦力弄清楚。共點(diǎn)力作用下物體的平衡，是高中物理中重要的問(wèn)題，幾乎是年年必考。2003年全國(guó)理綜19題、2004年廣西物理試卷第7題、2004年江蘇物理試卷第15題等．單純考查本專(zhuān)題內(nèi)容多以選擇為主，難度適中;與其它內(nèi)容結(jié)合的則以計(jì)算題形式出現(xiàn)，難度較大,這是今后高考的方向．第二頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日知識(shí)網(wǎng)絡(luò):力概念定義：力是物體對(duì)物體的作用，效果：要素：大小、方向、作用點(diǎn)（力的圖示）使物體發(fā)生形變改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分類(lèi)效果：拉力、動(dòng)力、阻力、支持力、壓力性質(zhì)：重力：方向、作用點(diǎn)（關(guān)于重心的位置）彈力：產(chǎn)生條件、方向、大小（胡克定律）摩擦力：（靜摩擦與動(dòng)摩擦）產(chǎn)生條件、方向、大小運(yùn)算——平行四邊形定則力的合成力的分解|F1－F2|≤F合≤F1＋F2共點(diǎn)作用下的平衡第三頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日問(wèn)題1:弄清彈力有無(wú)的判斷方法和彈力方向的判定方法。

直接接觸的物體間由于發(fā)生彈性形變而產(chǎn)生的力叫彈力。彈力產(chǎn)生的條件是“接觸且有彈性形變”。若物體間雖然有接觸但無(wú)拉伸或擠壓，則無(wú)彈力產(chǎn)生。在許多情況下由于物體的形變很小，難于觀察到，因而判斷彈力的產(chǎn)生要用“反證法”，即由已知運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及有關(guān)條件，利用平衡條件或牛頓運(yùn)動(dòng)定律進(jìn)行逆向分析推理。彈力的方向與接觸面垂直.第四頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日典型例題:

例.如圖所示，三個(gè)重量、形狀都相同的光滑圓體，它們的重心位置不同，放在同一方形槽上，為了方便，將它們畫(huà)在同一圖上，其重心分別用Ｃ1、Ｃ2、Ｃ3表示，Ｎ1、Ｎ2、Ｎ3分別表示三個(gè)圓柱體對(duì)墻Ｐ的壓力，則有:()Ａ．Ｎ1＝Ｎ2＝Ｎ3

Ｂ．Ｎ1＜Ｎ2＜Ｎ3Ｃ．Ｎ1＞Ｎ2＞Ｎ3

Ｄ．Ｎ1＝Ｎ2＞Ｎ3

第五頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日典型例題:

例.如圖所示，固定在小車(chē)上的支架的斜桿與豎直桿的夾角為θ，在斜桿下端固定有質(zhì)量為m的小球，下列關(guān)于桿對(duì)球的作用力F的判斷中，正確的是:()A.小車(chē)靜止時(shí)，F(xiàn)=mgsinθ,方向沿桿向上B.小車(chē)靜止時(shí)，F(xiàn)=mgcosθ,方向垂直桿向上C.小車(chē)向右以加速度a運(yùn)動(dòng)時(shí)，一定有F=ma/sinθD.小車(chē)向左以加速度a運(yùn)動(dòng)時(shí)，方向斜向左上方，與豎直方向的夾角

tanα=a/g.θ第六頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日問(wèn)題2:弄清滑動(dòng)摩擦力與靜摩擦力大小計(jì)算方法的不同。

(1)當(dāng)物體間存在滑動(dòng)摩擦力時(shí)，其大小即可由公式f=N計(jì)算，由此可看出它只與接觸面間的動(dòng)摩擦因數(shù)及正壓力N有關(guān)，而與相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度大小、接觸面積的大小無(wú)關(guān)。

(2)正壓力是靜摩擦力產(chǎn)生的條件之一，但靜摩擦力的大小與正壓力無(wú)關(guān)（最大靜摩擦力除外）。當(dāng)物體處于平衡狀態(tài)時(shí)，靜摩擦力的大小由平衡條件來(lái)求解；而物體處于非平衡態(tài)的某些靜摩擦力的大小應(yīng)由牛頓第二定律求解。第七頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日典型例題:

例.如圖所示，質(zhì)量為m，橫截面為直角三角形的物塊ABC，，AB邊靠在豎直墻面上，F(xiàn)是垂直于斜面BC的推力，現(xiàn)物塊靜止不動(dòng)，則摩擦力的大小為_(kāi)________。ACBFα第八頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日典型例題:

例.如圖所示，質(zhì)量分別為m和M的兩物體P和Q疊放在傾角為θ的斜面上，P、Q之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1，Q與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2。當(dāng)它們從靜止開(kāi)始沿斜面滑下時(shí)，兩物體始終保持相對(duì)靜止，則物體P受到的摩擦力大小為:()A．0；B.μ1mgcosθ;C.μ2mgcosθ;D.(μ1+μ2)mgcosθ;PQθ第九頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日問(wèn)題3:弄清摩擦力的方向是與“相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反”。

滑動(dòng)摩擦力的方向總是與物體“相對(duì)運(yùn)動(dòng)”的方向相反。所謂相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向，即是把與研究對(duì)象接觸的物體作為參照物，研究對(duì)象相對(duì)該參照物運(yùn)動(dòng)的方向。當(dāng)研究對(duì)象參與幾種運(yùn)動(dòng)時(shí)，相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向應(yīng)是相對(duì)接觸物體的合運(yùn)動(dòng)方向。靜摩擦力的方向總是與物體“相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)”的方向相反。所謂相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向，即是把與研究對(duì)象接觸的物體作為參照物，假若沒(méi)有摩擦力研究對(duì)象相對(duì)該參照物可能出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的方向。第十頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日典型例題:

例.如圖所示，質(zhì)量為m的物體放在水平放置的鋼板C上，與鋼板的動(dòng)摩擦因素為μ。由于受到相對(duì)于地面靜止的光滑導(dǎo)槽A、B的控制，物體只能沿水平導(dǎo)槽運(yùn)動(dòng)?，F(xiàn)使鋼板以速度V1向右勻速運(yùn)動(dòng)，同時(shí)用力F拉動(dòng)物體（方向沿導(dǎo)槽方向）使物體以速度V2沿導(dǎo)槽勻速運(yùn)動(dòng)，求拉力F大小。V1V2CAB第十一頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日有n個(gè)力F1、F2、F3、…Fn,它們合力的最大值是它們的方向相同時(shí)的合力，即:Fmax=

F1+F2+F3+…+Fn.而它們的最小值要分下列兩種情況討論：(1)若n個(gè)力F1、F2、F3、…Fn中的最大力Fm小于其他力之和，則它們合力的最小值是0。

(2)若n個(gè)力F1、F2、F3、…Fn中的最大力Fm大于其他力之和，則它們合力的最小值是Fm-F其他。問(wèn)題4:弄清合力大小的范圍的確定方法。第十二頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日典型例題:

例.四個(gè)共點(diǎn)力的大小分別為2N、3N、4N、6N，它們的合力最大值為_(kāi)____，它們的合力最小值為_(kāi)___。

第十三頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日典型例題:

例.四個(gè)共點(diǎn)力的大小分別為2N、3N、4N、12N，它們的合力最大值為

，它們的合力最小值為

。第十四頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日問(wèn)題5:弄清力的分解是否唯一的條件。

1.將一個(gè)已知力F進(jìn)行分解，其解唯一條件：

(1)已知兩個(gè)不平行分力的方向

(2)已知一個(gè)分力的大小和方向

2.力的分解有兩解的條件：已知一個(gè)分力F1的方向和另一個(gè)分力F2的大小當(dāng)F2<Fsin

時(shí)，無(wú)解;

當(dāng)F2=Fsin

時(shí)，唯一解;

當(dāng)Fsin<F2<F時(shí)，有兩解;

當(dāng)F2>F時(shí)，唯一解.第十五頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日典型例題:

例.如圖所示，物體靜止于光滑的水平面上，力F作用于物體O點(diǎn)，現(xiàn)要使合力沿著OO’方向，那么，必須同時(shí)再加一個(gè)力F’。這個(gè)力的最小值是:()A、FcosθB、FsinθC、FtanθD、FcotθOFθO，第十六頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日問(wèn)題6:學(xué)會(huì)用三角形法則解決特殊問(wèn)題FR

例.如圖所示，光滑大球固定不動(dòng)，它的正上方有一個(gè)定滑輪，放在大球上的光滑小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）用細(xì)繩連接，并繞過(guò)定滑輪，當(dāng)人用力F緩慢拉動(dòng)細(xì)繩時(shí)，小球所受支持力為N，則N，F(xiàn)的變化情況是:()A、都變大B、N不變，F(xiàn)變小

C、都變小D、N變小，F(xiàn)不變第十七頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日問(wèn)題6:學(xué)會(huì)用三角形法則解決特殊問(wèn)題FAB例.如圖所示，繩與桿均輕質(zhì)，承受彈力的最大值一定，A端用鉸鏈固定，滑輪在A點(diǎn)正上方（滑輪大小及摩擦均可不計(jì)），B端吊一重物?，F(xiàn)施拉力F將B緩慢上拉（均未斷），在AB桿達(dá)到豎直前:()A.繩子越來(lái)越容易斷

B.繩子越來(lái)越不容易斷

C.AB桿越來(lái)越容易斷

D.AB桿越來(lái)越不容易斷

第十八頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日問(wèn)題6:學(xué)會(huì)用三角形法則解決特殊問(wèn)題ABPQθ例.如圖所示豎直絕緣墻壁上的Q處有一固定的質(zhì)點(diǎn)A，Q正上方的P點(diǎn)用絲線懸掛另一質(zhì)點(diǎn)B，A、B兩質(zhì)點(diǎn)因?yàn)閹щ姸嗷ヅ懦?，致使懸線與豎直方向成θ角，由于漏電使A、B兩質(zhì)點(diǎn)的帶電量逐漸減小。在電荷漏完之前懸線對(duì)懸點(diǎn)P的拉力大小:()

A.保持不變；B.先變大后變??；C.逐漸減小；D.逐漸增大。第十九頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日問(wèn)題7：掌握動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題的求解方法。根據(jù)平衡條件并結(jié)合力的合成或分解的方法，把三個(gè)平衡力轉(zhuǎn)化成三角形的三條邊，然后通過(guò)這個(gè)三角形求解各力的大小及變化。在兩個(gè)力中有一個(gè)力的方向保持不變.第二十頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日問(wèn)題7：弄清動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題的求解方法。

例.如圖所示，保持不變，將B點(diǎn)向上移，則BO繩的拉力將：()A.逐漸減小

B.逐漸增大

C.先減小后增大

D.先增大后減小ABOCG第二十一頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日

當(dāng)系統(tǒng)有多個(gè)物體時(shí)，選取研究對(duì)象一般先整體考慮，若不能解答問(wèn)題時(shí)，再隔離考慮。

問(wèn)題8：弄清整體法和隔離法的區(qū)別和聯(lián)系。第二十二頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日例.如圖所示，三角形劈塊放在粗糙的水平面上，劈塊上放一個(gè)質(zhì)量為m的物塊，物塊和劈塊均處于靜止?fàn)顟B(tài)，則粗糙水平面對(duì)三角形劈塊:()A.有摩擦力作用，方向向左；B.有摩擦力作用，方向向右；C.沒(méi)有摩擦力作用；D.條件不足，無(wú)法判定．問(wèn)題8：弄清整體法和隔離法的區(qū)別和聯(lián)系。第二十三頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日

例.如圖所示，質(zhì)量為M的直角三棱柱A放在水平地面上，三棱柱的斜面是光滑的，且斜面傾角為θ。質(zhì)量為m的光滑球放在三棱柱和光滑豎直墻壁之間，A和B都處于靜止?fàn)顟B(tài)，求地面對(duì)三棱柱支持力和摩擦力各為多少？問(wèn)題8：弄清整體法和隔離法的區(qū)別和聯(lián)系。ABθ第二十四頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日例.如圖所示，AO、BO和CO三根繩子能承受的最大拉力相等，O為結(jié)點(diǎn)，OB與豎直方向夾角為θ，懸掛物質(zhì)量為m。求OA、OB、OC三根繩子拉力的大小。OBAC問(wèn)題9.注意“死結(jié)”和“活結(jié)”問(wèn)題。θ第二十五頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日ABαα

例.如圖所示，長(zhǎng)為5m的細(xì)繩的兩端分別系于豎立在地面上相距為4m的兩桿的頂端A、B，繩上掛一個(gè)光滑的輕質(zhì)掛鉤，其下連著一個(gè)重為12N的物體，平衡時(shí)，問(wèn)：①繩中的張力T為多少? ②A點(diǎn)向上移動(dòng)少許，重新平衡后，繩與水平面夾角，繩中張力如何變化?思考:你做過(guò)的題目中還有類(lèi)似的題目嗎?問(wèn)題9.注意“死結(jié)”和“活結(jié)”問(wèn)題。第二十六頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日

A

θ

B

O

C

mg

例.如圖所示，質(zhì)量為m=10kg的物體用細(xì)繩OC懸掛在支架上的O點(diǎn)，求細(xì)繩OA中張力T大小和輕桿OB受力N大小。問(wèn)題9.注意“死