ER01專題01－第1講靜態(tài)平衡問題-教師版

微專題01力物體的平衡第1講靜態(tài)平衡問題2024.01.131.掌握重力的大小、方向及重心的概念；掌握彈力的有無、方向的判斷；會判斷摩擦力的方向，會計算摩擦力的大?。?.掌握共點(diǎn)力平衡問題的解題方法。能用共點(diǎn)力的平衡條件分析生產(chǎn)生活中的問題。處理靜態(tài)平衡問題的基本思路考向1合成法和分解法[例1](2022·重慶市三峽聯(lián)盟模擬)如圖所示，一輕桿兩端固定兩個小球A、B，A球的質(zhì)量是B球質(zhì)量的3倍，輕繩跨過滑輪連接A和B，一切摩擦不計，平衡時OA和OB的長度之比為()A．1∶2 B．2∶1C．1∶3 D．1∶4【答案】C【解析】設(shè)繩上拉力為FT，OA長L1，OB長L2，過O點(diǎn)做豎直向下的輔助線交與AB為C點(diǎn)，如圖所示，利用力的三角形和長度三角形相似有eq\f(FT,mAg)＝eq\f(L1,OC)；eq\f(FT,mBg)＝eq\f(L2,OC)得eq\f(L1,L2)＝eq\f(1,3)，故A、B、D錯誤，C正確．考向2正交分解法[例2]在教室門與地面間縫隙處塞緊一個木楔(側(cè)面如圖2所示)，能把門卡住不易被風(fēng)吹動。下列分析正確的是()圖2A．門不易被風(fēng)吹動的原因是因為風(fēng)力太小B．門被卡住時，將門對木楔的力正交分解，其水平分力大小小于地面給木楔的摩擦力大小C．門被卡住時，將門對木楔的力正交分解，其水平分力大小等于地面給木楔的摩擦力大小D．塞在門下縫隙處的木楔，其頂角θ無論多大都能將門卡住答案C解析門被卡住時，對木楔受力分析，如圖所示。由于木楔的重力mg遠(yuǎn)小于F，根據(jù)平衡條件，豎直方向有FN＝Fcosθ，水平方向有Ff＝Fsinθ，則將門對木楔的力正交分解，其水平分力大小等于地面給木楔的摩擦力大小，故B錯誤，C正確；木楔受到地面的最大靜摩擦力約等于滑動摩擦力，即Ffmax＝μFN＝μFcosθ，門被卡住時滿足Ffmax≥Ff，即μFcosθ≥Fsinθ，故只有頂角θ滿足μ≥tanθ時才能將門卡住，且不論風(fēng)力多大，門都不能被吹動，A、D錯誤?？枷?整體法與隔離法整體法就是把幾個物體視為一個整體，受力分析時，只分析這一整體之外的物體對整體的作用力(外力)，不考慮整體內(nèi)部物體之間的相互作用力(內(nèi)力)。隔離法就是把要分析的物體從相關(guān)的物體系統(tǒng)中隔離出來，只分析該物體以外的物體對該物體的作用力，不考慮該物體對其他物體的作用力。當(dāng)只涉及系統(tǒng)而不涉及系統(tǒng)內(nèi)部某些物體的力和運(yùn)動時，一般可采用整體法。為了弄清系統(tǒng)內(nèi)某個物體的受力和運(yùn)動情況，一般可采用隔離法。對于連接體問題，多數(shù)情況既要分析外力，又要分析內(nèi)力，這時我們可以采取先整體(解決外力)后隔離(解決內(nèi)力)的交叉運(yùn)用方法，當(dāng)然個別情況也可采用先隔離(由已知內(nèi)力解決未知外力)再整體相反的運(yùn)用順序。[例3](2022·山東煙臺市、德州市一模)如圖所示，山坡上兩相鄰高壓線塔之間架有粗細(xì)均勻的導(dǎo)線，靜止時導(dǎo)線呈曲線形下垂，最低點(diǎn)在C處．左塔A處對導(dǎo)線拉力的方向與豎直方向的夾角為30°，右塔B處對導(dǎo)線拉力的方向與豎直方向的夾角為60°，則導(dǎo)線AC部分與BC部分的質(zhì)量之比為()A．2∶1 B．3∶1C．4∶eq\r(3) D.eq\r(3)∶1【答案】B【解析】整體分析，根據(jù)水平方向平衡，F(xiàn)ACsin30°＝FBCsin60°；單獨(dú)分析左右兩部分，根據(jù)豎直方向平衡，F(xiàn)BCcos60°＝mBCg，F(xiàn)ACcos30°＝mACg，解得導(dǎo)線AC部分與BC部分的質(zhì)量之比為3∶1，故選B.受力分析的方法（1）研究對象的選取：①整體法與隔離法(如圖甲)；②轉(zhuǎn)換研究對象法(如圖乙)．（2）畫受力分析圖：按一定的順序分析力，只分析研究對象受到的力．已知力已知力場力重力場hang力場磁場電場彈力摩擦力（3）驗證受力的合理性：①假設(shè)法(如圖丙)；②動力學(xué)分析法(如圖丁)．1.（2023·江蘇省南通市高三下學(xué)期第三次調(diào)研）如圖所示，家用燃?xì)庠钪Ъ苡兴膫€對稱的相同爪，重為G的鍋放在支架上，鍋面為球面，忽略爪與鍋之間的摩擦力．每個爪對鍋的支持力大小可能為（）A. B. C. D.【答案】A【解析】設(shè)每個爪對鍋的支持力方向與豎直方向的夾角為，豎直方向根據(jù)受力平衡可得解得故選A。2.研究性學(xué)習(xí)小組成員為了體驗最大靜摩擦力與滑動摩擦力的臨界狀態(tài)，設(shè)計了如圖所示的裝置，一個質(zhì)量為m的滑塊放在粗糙的長直木板上，讓長直木板由水平位置緩慢向上轉(zhuǎn)動(即木板與地面的夾角θ變大)，另一端不動，則該滑塊受到的支持力FN、合外力F合、重力沿斜面方向的分力G1、摩擦力Ff隨角度θ的變化關(guān)系圖象不正確的是(g為重力加速度)()A.A.B.C.D.答案：C如圖所示，兩根輕桿OA、OB與小球O及一小滑塊通過鉸鏈連接，桿OA的A端與固定在豎直光滑桿上的鉸鏈相連。小球與小滑塊的質(zhì)量均為m，輕桿OA、OB長均為L，原長為L的輕質(zhì)彈簧與滑塊都套在該豎直桿上，彈簧連接在A點(diǎn)與小滑塊之間。裝置靜止時，彈簧長為1.6L，重力加速度為g。（sin53°=0.8，cos53°=0.6）求：3．OB對小滑塊的作用力大小與方向。A．mg/2B．3mg/4C．3mg/8