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1、相互作用共點力的平衡相互作用共點力的平衡 相互作用共點力的平衡相互作用共點力的平衡 相互作用共點力的平衡相互作用共點力的平衡 相互作用共點力的平衡相互作用共點力的平衡 1基本思維方法整體法與隔離法 整體與部分是相對的，二者在一定條件下可以相互轉化一定層次上的整體是更大系統(tǒng)中的一個部分，具有部分的功能；一定層次上的部分也是更小層次上的部分所組成的系統(tǒng)，具有整體的功能若一個系統(tǒng)中涉及兩個或兩個以上物體的平衡問題，在處理時確定研究對象是關鍵對系統(tǒng)內的物體隔離進行分析的方法稱為隔離法；把整個系統(tǒng)作為一個對象進行分析的方法稱為整體法 由于整體和部分是辯證的統(tǒng)一，所以解決問題時不能把整體法和隔離法對立起來
2、，而應靈活地把兩種方法結合起來使用在實際問題中，對于不要求討論系統(tǒng)內部情況的題目，首選整體法，但如果要討論系統(tǒng)內部情況，必須運用隔離法【例1】有一個直角支架AOB，AO水平放置，表面粗糙，OB豎直向下，表面光滑AO上套有小環(huán)P，OB上套有小環(huán)Q，兩環(huán)質量均為m，兩環(huán)由一根質量可忽略、不可伸長的細繩相連，并在某一位置平衡，如圖所示現(xiàn)將P環(huán)向左移一小段距離，兩環(huán)再次達到平衡，那么將移動后的平衡狀態(tài)和原來的平衡狀態(tài)比較，AO桿對P環(huán)的支持力FN和摩擦力Ff的變化情況是()AFN不變，F(xiàn)f變大 BFN不變，F(xiàn)f變小CFN變大，F(xiàn)f變大 DFN變大，F(xiàn)f變小解析B以兩環(huán)和細繩整體為研究對象，由于豎直桿表
3、面光滑，故整體的總重力只能靠水平豎直方向上的支持力來平衡，則由平衡條件得：FN2mg. 可見FN與P環(huán)的位置無關，總保持不變，C、D項均錯誤；以Q環(huán)為研究對象進行隔離分析，受力如圖所示，在重力mg、細繩拉力F和OB桿支持力FN作用下平衡，設細繩和豎直方向的夾角為，則P環(huán)向左移的過程中將減小，F(xiàn)Nmgtan 也將減小再以整體為對象，水平方向只有OB桿對Q的支持力FN和OA桿對P環(huán)的摩擦力Ff作用，因此FfFN，即Ff也減小，A項錯B項正確【例2】如圖所示，物體在沿粗糙斜面向上的拉力F作用下處于靜止狀態(tài)當F逐漸增大到物體即將相對于斜面向上運動的過程中，斜面對物體的作用力可能()A逐漸增大 B逐漸減
4、小C先增大后減小 D先減小后增大解析AD因為初始狀態(tài)拉力F的大小未知，所以斜面對物體的摩擦力大小和方向未知，故在F逐漸增大的過程中，斜面對物體的作用力的變化存在多種可能斜面對物體的作用力是斜面對物體的支持力與摩擦力的斜面對物體的作用力是斜面對物體的支持力與摩擦力的合力因為物體始終保持靜止狀態(tài)，所以斜面對物體的作用合力因為物體始終保持靜止狀態(tài)，所以斜面對物體的作用力和物體重力力和物體重力G與拉力與拉力F的合力是平衡力因此，判斷斜面的合力是平衡力因此，判斷斜面對物體的作用力的變化就轉化為分析物體的重力對物體的作用力的變化就轉化為分析物體的重力G和拉力和拉力F的合力的變化物體的重力的合力的變化物體的
5、重力G和拉力和拉力F的合力的變化如圖所的合力的變化如圖所示示由圖可知，當初始狀態(tài)FGsin 時，隨著拉力F逐漸增大，F(xiàn)合逐漸增大，斜面對物體的作用力也逐漸增大，選項A正確當初始狀態(tài)FGsin 時，隨著拉力F逐漸增大，F(xiàn)合先減小后增大，斜面對物體的作用力也先減小后增大，選項D正確 3把某個力F分解為兩個力，如果已知兩個分力F1、F2的方向求F1、F2的大小，或已知分力F1的大小和方向求F2的大小和方向，則易知都有唯一解試探究已知分力F1的方向和分力F2的大小時，F(xiàn)1的大小和F2的方向一、摩擦力的“突變”問題1靜靜“突變”物體在摩擦力和其他力的作用下處于靜止狀態(tài)，當作用在物體上的其他力的合力發(fā)生變
6、化時，如果物體仍然保持靜止狀態(tài)，則物體受到的靜摩擦力的大小和方向將發(fā)生突變【例1】一木塊放在水平桌面上，在水平方向共受到三個力即F1、F2和摩擦力的作用，木塊處于靜止狀態(tài)，如圖所示，其中F110 N，F(xiàn)22 N，若撤去F1，則木塊受到的摩擦力為()A10 N，方向向左 B6 N，方向向右C2 N，方向向右 D0解析C當物體受F1、F2及摩擦力的作用而處于平衡狀態(tài)時，由平衡條件可知物體所受的摩擦力的大小為8 N，可知最大靜摩擦力Ffmax8 N當撤去力F1后，F(xiàn)22 NFfmax，物體仍處于靜止狀態(tài)，由平衡條件可知物體所受的靜摩擦力大小和方向發(fā)生突變，且與作用在物體上的F2等大反向C正確 2靜動
7、“突變” 物體在摩擦力和其他力作用下處于靜止狀態(tài)，當其他力變化時，如果物體不能保持靜止狀態(tài)，則物體受到的靜摩擦力將“突變”成滑動摩擦力【例2】長直木板的上表面的一端放有一鐵塊，木板由水平位置緩慢向上轉動(即木板與水平面的夾角變大)，另一端不動，如圖所示則鐵塊受到的摩擦力Ff隨角度的變化圖象可能正確的是下圖中的(設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力)()解析C設木板與水平面間的夾角增大到時，鐵塊開始滑動，顯然當時，鐵塊與木板相對靜止由力的平衡條件可知，鐵塊受到的靜摩擦力的大小為Ffmgsin ；當時鐵塊與木板間的摩擦力為滑動摩擦力，設動摩擦因數(shù)為，由滑動摩擦力公式得，鐵塊受到的滑動摩擦力為Ffmgcos
8、 .通過上述分析知道：時，靜摩擦力隨角增大按正弦函數(shù)增加；當時，滑動摩擦力隨角增大按余弦規(guī)律減小，所以正確選項為C. 3動靜“突變” 在摩擦力和其他力作用下，做減速運動的物體突然停止滑行時，物體將不受摩擦力作用，或滑動摩擦力“突變”成靜摩擦力【例3】如圖所示，把一重為G的物體，用一水平方向的推力Fkt(k為恒量，t為時間)壓在豎直的足夠高的平整墻上，從t0開始物體所受的摩擦力Ff隨t的變化關系是下圖中的()解析B物體在豎直方向上只受重力G和摩擦力Ff的作用由于Ff從零開始均勻增大，開始一段時間FfG，物體向下做減速運動，直至減速為零在整個運動過程中，摩擦力為滑動摩擦力，其大小為FfFNFkt，
9、即Ff與t成正比，是一條過原點的傾斜直線當物體速度減為零后，滑動摩擦突變?yōu)殪o摩擦，其大小FfG，所以物體靜止后的圖線為平行于t軸的線段正確答案為B.二、摩擦力的常見誤區(qū)1認為靜止的物體只能受到靜摩擦力，運動的物體只能受到滑動摩擦力【例4】在圖甲中，箱子放在汽車上，汽車起動時，箱子隨汽車一起從靜止到運動在圖乙中，A在拉力F的作用下運動，B靜止不動，試分別分析車中的箱子及物體B所受摩擦力的性質與方向解析判斷物體具有“相對運動”或“相對運動趨勢”不是以地面為參考系，而是以相互作用的另外一個物體作為參考系，因此靜止的物體可能受到靜摩擦力，也可能受到滑動摩擦力；運動的物體可能受到滑動摩擦力，也可能受到靜
10、摩擦力在圖甲中，雖然箱子是運動的，但是卻受到了汽車對它向右的靜摩擦力作用在圖乙中，雖然B是靜止的，但是卻受到了A對它的向左滑動摩擦力作用2認為摩擦力的方向總是與物體的運動方向在同一直線上【例5】如圖所示，M、N為兩塊平行水平固定的光滑夾板，其下方有一木板水平向右勻速運動，為使放在木板上方、兩夾板間的小木塊水平勻速抽出，已知小木塊與木板間動摩擦因數(shù)為，小木塊質量為m，則所需的水平拉力F為()AFmg BFmgCFmg D無法判斷解析C有的同學錯誤地認為小木塊相對木板的運動是沿力F的方向，即物體相對地面的運動方向，所以錯選A項其實小木塊相對木板的運動方向是斜向左下方，根據(jù)摩擦力方向總是阻礙相對運動
11、可知：摩擦力Ff的方向是斜向右上方，所以摩擦力Ff的一個分力與水平拉力F相等，即Fmg，故選C項【規(guī)律方法】摩擦力的方向并不總是與“物體的運動方向”相反，有可能相同、相反或成一定角度實際上摩擦力的方向是阻礙物體的“相對運動”或“相對運動趨勢”的方向3在利用公式FfFN時，易將FN當成重力大小【例6】如圖所示，重為G的物體受到一個豎直向下的壓力F1作用，在粗糙水平面上滑動，已知物體與地面之間的動摩擦因數(shù)為，求物體所受到的摩擦力的大??？解析此題易錯解認為FfG，F(xiàn)N的大小被錯認為是重力G的大小實際上，正壓力FN的大小在此處大于G；如果物體在斜面上下滑，正壓力FN小于重力G；物體在水平面上自由滑動時，正壓力FN等于重力G.總之正壓力可以大于、等于或小于重力有時正壓力大小與重力大小沒有任何關系，例如壓在墻上的磚受到墻的壓力物體所受摩擦力為滑動摩擦力，所以FfFN，又因為FNF1G，所以FfFN(F1G)
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