專題一 力與物體的平衡.ppt
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,第一講重力、彈力、摩擦力作用下物體的平衡,一、靜摩擦力有無的判斷和方向的確定判斷有無靜摩擦力常用假設(shè)法1.假設(shè)接觸面光滑,分析物體是否會運(yùn)動,若運(yùn)動,說明有摩擦力.若不運(yùn)動,則原來無摩擦力.2.假設(shè)有摩擦力,分析物體的受力情況和運(yùn)動狀態(tài),看是否與題給狀態(tài)一致.3.靜摩擦力的方向與物體相對運(yùn)動趨勢的方向________,相反.,二、力的合成與分解1.合力與分力是等效替代關(guān)系,不能說物體同時受到合力和兩個分力,合力的大小范圍是___________________,力的合成與分解所遵循的運(yùn)算法則是____________________2.在進(jìn)行力的分解時,分解方向的確定常有以下兩種方法:①互相垂直的方向——正交分解法.②按________分解.【特別提示】正交分解法是解答有關(guān)力的問題常用的方法,是解答動力學(xué)問題時的一種重要的方法.,|F1-F2|≤F≤F1+F2,平行四邊形定則.,效果方向,三、共點(diǎn)力的平衡1.若物體受三個力作用而處于平衡狀態(tài),則其中任意兩個力的合力與第三個力大小______、方向_________2.若三個共點(diǎn)力的合力為零,則表示這三個力的有向線段首尾相接組成一個封閉三角形.3.若物體在某一方向上做勻速運(yùn)動或者靜止,則這個物體在此方向上的合力為零.,相等,相反.,一、對物體進(jìn)行受力分析的方法和注意事項(xiàng)1.常用方法(1)整體法和隔離法,(2)假設(shè)法在受力分析時,若不能確定某力是否存在,可先對其作出存在或不存在的假設(shè),然后再就該力存在與否對物體運(yùn)動狀態(tài)影響的不同來判斷該力是否存在.,2.應(yīng)注意的問題(1)不要把研究對象所受的力與研究對象對其他物體的作用力混淆.(2)對于分析出的物體受到的每一個力,都必須明確其來源,即每一個力都應(yīng)找出其施力物體,不能無中生有.(3)合力和分力不能重復(fù)考慮.(4)區(qū)分性質(zhì)力與效果力:研究對象的受力圖,通常只畫出按性質(zhì)命名的力,不要把按效果命名的分力或合力分析進(jìn)去,受力圖完成后再進(jìn)行力的合成或分解.,(5)區(qū)分內(nèi)力與外力:對幾個物體的整體進(jìn)行受力分析時,這幾個物體間的作用力為內(nèi)力,不能在受力圖中出現(xiàn);當(dāng)把某一物體單獨(dú)隔離分析時,原來的內(nèi)力變成外力,要在受力分析圖中畫出.,二、解決平衡類問題常用方法,【特別提醒】(1)物體受三個力平衡時,利用力的分解法或合成法比較簡單.(2)解平衡問題建立坐標(biāo)系時應(yīng)使盡可能多的力與坐標(biāo)軸重合,需要分解的力盡可能少.物體受四個以上的力作用時一般要采用正交分解法.,(2010安徽理綜)L型木板P(上表面光滑)放在固定斜面上,輕質(zhì)彈簧一端固定在木板上,另一端與置于木板上表面的滑塊Q相連,如圖1-1-1所示.若P、Q一起沿斜面勻速下滑,不計(jì)空氣阻力.則木板P的受力個數(shù)為,A.3B.4C.5D.6【解析】Q物體隨P一起勻速下滑,則Q所受外力為零,分析Q物體受力,如圖所示:,則有F=mgsinθ,即彈簧處于壓縮狀態(tài),彈簧對P和Q都有彈力的作用.P和Q組成的整體勻速下滑,分析整體受力,如圖.可知斜面對P有向上的摩擦力Ff.由以上分析可知P共受5個力的作用,分別是:P的重力mg,斜面對P的支持力FN和摩擦力Ff,Q對P的壓力和彈簧的彈力F′,如圖:【答案】C,【特別提醒】分析過程中,要結(jié)合物體的運(yùn)動狀態(tài)對物體進(jìn)行受力分析.,1.若P和Q一起沿光滑的斜面加速下滑,則P受幾個力的作用?解析選取整體為研究對象,由牛頓第二定律得:(M+m)gsinθ=(M+m)a所以a=gsinθ選取Q為研究對象,設(shè)彈簧對Q的作用力為F,則有mgsinθ-F=ma所以F=0因此P物體受3個力的作用,分別是P所受的重力、斜面的支持力和Q的壓力.答案3,(2010江蘇)如圖1-1-2所示,置于水平地面的三腳架上固定著一質(zhì)量為m的照相機(jī),三腳架的三根輕質(zhì)支架等長,與豎直方向均成30角,則每根支架中承受的壓力大小為,共點(diǎn)力作用下物體的平衡,【答案】D,(1)平衡問題在題目中都有所暗示,如“靜止”、“勻速”、“緩慢移動”等.(2)此題中和三根繩子吊著物體是一樣的效果.(3)常用正交分解法沿兩個方向列平衡方程來處理類似問題.,2.若將一個光滑的球(質(zhì)量為m)放在一個由四個平面組成的漏斗型容器里,每個平面與豎直方向成45角,如圖1-1-3所示(球未畫出),則每個平面對球的作用力是多少?,重為G的物體系在兩根等長的細(xì)繩OA、OB上,輕繩的A端、B端掛在半圓形的支架上,如圖1-1-4所示,若固定A端的位置,將繩OB的B端沿半圓形支架從水平位置逐漸移至豎直位置C的過程中,則A.OB繩上的拉力先增大后減小B.OB繩上的拉力先減小后增大C.OA繩上的拉力先增大后減小D.OA繩上的拉力不斷減小,平衡問題的動態(tài)分析,【解析】繩子OA的拉力FA和繩子OB的拉力FB的合力F始終與G大小相等、方向相反,隨B沿半圓形支架從水平位置逐漸移至C的過程中,合力F與FA、FB的關(guān)系如圖所示.從圖可以看出FB先減小后增大,F(xiàn)A逐漸減?。敬鸢浮緽D,用圖解法分析動態(tài)平衡問題(1)利用圖解法的關(guān)鍵是把力的矢量三角形或平行四邊形作好,并根據(jù)題意條件的變化確定圖的變化趨向及其變化的臨界狀態(tài).(2)要熟練把握幾種常見的動態(tài)變化中最大或最小的狀態(tài),如:①當(dāng)已知合力F的大小、方向及一個分力F1的方向時,另一個分力F2最小的條件是兩個分力垂直,如下圖甲所示,最小的力F2=Fsinα.,②當(dāng)已知合力F的方向及一個分力F1的大小、方向時,另一個分力F2最小的條件是所求分力F2與合力F垂直,如上圖乙所示,最小值為F2=F1sinα.③當(dāng)已知合力F的大小及一個分力F1的大小時,另一分力F2最小的條件是已知大小的分力F1與合力F同方向,最小值為F2=|F-F1|.,3.(2011華中師大考試研究中心)如圖1-1-5是給墻壁粉刷涂料用的“涂料滾”的示意圖.使用時,用撐桿推著粘有涂料的涂料滾沿墻壁上下緩緩滾動,把涂料均勻地粉刷到墻上.撐桿的重量和墻壁的摩擦均不計(jì),而且撐桿足夠長,粉刷工人站在離墻壁一定距離處緩緩上推涂料滾,該過程中撐桿對涂料滾的推力為F1,涂料滾對墻壁的壓力為F2,以下說法正確的是A.F1增大,F(xiàn)2減小B.F1減小,F(xiàn)2增大C.F1、F2均增大D.F1、F2均減小,答案D,用整體法與隔離法處理平衡問題,當(dāng)物體系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)時,整體的合外力為零,每一個物體的合外力也為零.根據(jù)不同的具體問題,可選取不同的研究對象.(1)當(dāng)不涉及物體系統(tǒng)內(nèi)各物體之間的相互作用力時,可優(yōu)先選用整體法;(2)當(dāng)涉及物體系統(tǒng)內(nèi)各物體之間的相互作用力時,可選取某一物體隔離研究.,用整體法與隔離法分析連結(jié)體的平衡問題,(2011海南理綜)如圖1-1-6,粗糙的水平地面上有一斜劈,斜劈上一物塊正在沿斜面以速度v0勻速下滑,斜劈保持靜止,則地面對斜劈的摩擦力A.等于零B.不為零,方向向右C.不為零,方向向左D.不為零,v0較大時方向向左,v0較小時方向向右,【解析】方法一:整體法.選物塊和斜劈為研究對象,由于系統(tǒng)的加速度等于零,合力等于零,故系統(tǒng)在水平方向的合力等于零.因此地面對斜劈的摩擦力等于零.故A正確.方法二:隔離法.選物塊為研究對象,受力情況如圖所示,由于物塊勻速運(yùn)動,故Ffcosα=FNsinα.選斜劈為研究對象,受力情況如圖所示,假設(shè)地面對斜劈的摩擦力為F″f向右,則根據(jù)平衡條件,得F″f+F′Nsinα=F′fcosα,且Ffcosα=FNsinα,F(xiàn)′N=FN,F(xiàn)′f=Ff,所以F″f=Ffcosα-Ffcosα=0.故A正確.,【答案】A,如圖1-1-7所示,物體A靠在豎直墻面上,在力F作用下,A、B保持靜止,則物體A的受力個數(shù)為A.2B.3C.4D.5,【解析】先以A、B整體為研究對象,因?yàn)锳、B保持靜止,所以豎直墻壁對A有豎直向上的靜摩擦力F″和水平向右的彈力F′.再以B為研究對象,其受力情況如圖乙所示,即要保持物體B平衡,B應(yīng)受到重力、壓力F、A對B的靜摩擦力的作用,同時,B還應(yīng)受到A對B的彈力作用.以A為研究對象,還受重力、B的彈力和靜摩擦力作用,A的受力圖如圖甲所示,所以選項(xiàng)D正確.,【答案】D,如圖1-1-8所示,重120N的滑塊A靜止在傾角為30的粗糙斜面上,有一根原長為10cm、勁度系數(shù)為1103N/m的彈簧,其一端固定在斜面底端,另一端固定在滑塊A后,彈簧長度縮短為8cm.現(xiàn)用一彈簧測力計(jì)沿斜面向上拉滑塊,若滑塊與斜面間的最大靜摩擦力為50N,當(dāng)彈簧的長度仍為8cm時,彈簧測力計(jì)的示數(shù)不可能為A.40NB.60NC.80ND.100N,【解析】設(shè)滑塊與斜面間的靜摩擦力沿斜面向上,彈簧產(chǎn)生的彈力沿斜面向上,大小為F1=kx,由平衡條件得:Ff+F1=mgsin30,可得:kx+Ff=60N,施加拉力F后,有:F+kx+Ff=60N,隨著F由0逐漸增大,F(xiàn)f逐漸減小,當(dāng)Ff=0時,F(xiàn)為40N;當(dāng)Ff沿斜面向下時,F(xiàn)+kx=Ff+mgsin30,有:F=Ff+40N,隨F增大,F(xiàn)f也逐漸增大,直到Ff=50N,此時F=90N,當(dāng)F>90N,滑塊就沿斜面滑動,故彈簧測力計(jì)的讀數(shù)不可能為100N.答案D,- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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