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關(guān)于專題力與物體的平衡第1頁,講稿共29頁,2023年5月2日,星期三

高考命題焦點(diǎn):

力學(xué)中的三類常見的力: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題,幾乎是年年必考。2003年全國理綜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2頁,講稿共29頁,2023年5月2日,星期三知識(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?。ê硕桑┠Σ亮Γ海o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3頁,講稿共29頁,2023年5月2日,星期三問題1:弄清彈力有無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拉伸或擠壓,則無彈力產(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4頁,講稿共29頁,2023年5月2日,星期三典型例題:

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5頁,講稿共29頁,2023年5月2日,星期三典型例題:

例.如圖所示,固定在小車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.小車靜止時(shí),F(xiàn)=mgsinθ,方向沿桿向上B.小車靜止時(shí),F(xiàn)=mgcosθ,方向垂直桿向上C.小車向右以加速度a運(yùn)動(dòng)時(shí),一定有F=ma/sinθD.小車向左以加速度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6頁,講稿共29頁,2023年5月2日,星期三問題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7頁,講稿共29頁,2023年5月2日,星期三典型例題:

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_________。ACBFα第8頁,講稿共29頁,2023年5月2日,星期三典型例題:

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9頁,講稿共29頁,2023年5月2日,星期三問題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”的方向相反。所謂相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢的方向,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10頁,講稿共29頁,2023年5月2日,星期三典型例題:

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)。現(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11頁,講稿共29頁,2023年5月2日,星期三有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。問題4:弄清合力大小的范圍的確定方法。第12頁,講稿共29頁,2023年5月2日,星期三典型例題:

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_____,它們的合力最小值為____。

第13頁,講稿共29頁,2023年5月2日,星期三典型例題:

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14頁,講稿共29頁,2023年5月2日,星期三問題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15頁,講稿共29頁,2023年5月2日,星期三典型例題:

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16頁,講稿共29頁,2023年5月2日,星期三問題6:學(xué)會(huì)用三角形法則解決特殊問題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17頁,講稿共29頁,2023年5月2日,星期三問題6:學(xué)會(huì)用三角形法則解決特殊問題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。現(xiàn)施拉力F將B緩慢上拉(均未斷),在AB桿達(dá)到豎直前:()A.繩子越來越容易斷

B.繩子越來越不容易斷

C.AB桿越來越容易斷

D.AB桿越來越不容易斷

第18頁,講稿共29頁,2023年5月2日,星期三問題6:學(xué)會(huì)用三角形法則解決特殊問題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19頁,講稿共29頁,2023年5月2日,星期三問題7:掌握動(dòng)態(tài)平衡問題的求解方法。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20頁,講稿共29頁,2023年5月2日,星期三問題7:弄清動(dòng)態(tài)平衡問題的求解方法。

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21頁,講稿共29頁,2023年5月2日,星期三

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,若不能解答問題時(shí),再隔離考慮。

問題8:弄清整體法和隔離法的區(qū)別和聯(lián)系。第22頁,講稿共29頁,2023年5月2日,星期三例.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.沒有摩擦力作用;D.條件不足,無法判定.問題8:弄清整體法和隔離法的區(qū)別和聯(lián)系。第23頁,講稿共29頁,2023年5月2日,星期三

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?問題8:弄清整體法和隔離法的區(qū)別和聯(lián)系。ABθ第24頁,講稿共29頁,2023年5月2日,星期三例.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問題9.注意“死結(jié)”和“活結(jié)”問題。θ第25頁,講稿共29頁,2023年5月2日,星期三ABαα

例.如圖所示,長為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: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:你做過的題目中還有類似的題目嗎?問題9.注意“死結(jié)”和“活結(jié)”問題。第26頁,講稿共29頁,2023年5月2日,星期三

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。問題9.注意“死結(jié)”

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