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静力学—受力分析(完成)

一.分解合成的基本模型 1.二力合成2.三力平衡(合力0 F )二.受力分析的基本步骤1.确定研究对象(整体法、隔离法)2.具体受力分析(重力、弹力、摩擦力、其他力)3.检验正误(把受力情况和运动情况作对比)4.建立直角坐标系,列方程、解方程F 1F 2F F 3F 1 F 2题型1.判断合力的范围例1.N F 31=、N F 42=,求合力的范围。

分析:N F N 71≤≤例2.N F 31=、N F 42=,N F 53=,求合力的范围。

分析:N F 120≤≤练习1.N F 31=、N F 42=,N F 123=,求合力的范围。

练习 2.N F 31=,N F 42=,N F 53=,N F 71=,N F 92=,N F 113=,求合力的范围。

练习 3.N F 31=,N F 42=,N F 53=,N F 71=,N F 92=,N F 613=,求合力的范围。

题型2.求最小值和最小夹角例1.已知合力F 的方向水平向右,分力N F 41=,方与水平向右的方向成︒30夹角,求分力2F 的最小值为多少? 分析:如图2F 取最小值时必与合力垂直,N F 2min 2=练习1.已知分力N F 51=的方向水平向右,分力N F 32=,问分力2F 的方向为多少才能使合力与1F 的夹角最大?题型3.整体法隔离法在受力分析中的灵活运用例 1.如图,水平杆是粗糙的,竖直杆是光滑的。

两个质量分别为1m 和2m 的小球穿在杆上,并用细线连在一起。

当两个小球都平衡时,细线与竖直方向的夹角为θ,求: (1)1m 所受支持力为多大? (2)细线中的张力为多大? 分析:(1)整体分析水平杆上小球所受支持力为g m m )(21+F 1Fg m m )(21+1N F2N F fF1m2m(2)以2m 作为研究对象 θcos mgF T =练习1.如图,用力F 拉着两个质量分别为1m 和2m 的滑块向右运动,拉力F 与水平方向的夹角为θ,求:(1)当两个滑块一起向右作匀速直线运动时,求与地面想接触的那个滑块受到的支持力N F 和地面对它的摩擦力f F(2)当两个滑块一起向右作匀加速直线运动且加速度为a 时,求与地面想接触的那个滑块受到的支持力N F 和地面对它的摩擦力f F练习 2.用细线拴住两个小球,如图,两个小球的质量分别为1m 和2m ,现分别给两个小球斜上和斜下两个大小相等,方向相反的力,求两个小球再一次达到平衡时,球与细线所成的样子。

练习3.用细线拴住一根铁链,铁链的总重量为m ,平衡时,细线与水平方向的夹角为θ,求细线中的张力以及铁链最低点的张力。

题型4.复杂受力分析例1.分析每个斜面受到的力的个数 (1)两个滑块处于静止状态(2)A.三个滑块一起向右作匀速直线运动 B.三个滑块一起向右作匀加速直线运动 (墙面和地面都是粗糙的)T F2N Fg m 21m2mFθ1m2mFFθθm1m2mF1m 2m3mF练习1.如图所示,一个半球形的碗放在桌面上,碗口水平,O 点为其球心,碗的内表面及碗口是光滑的。

一根细线跨在碗口上,线的两端分别系有质量为1m 和2m 的小球,当它们处于平衡状态时,质量为1m 的小球与O 点的连线与水平线的夹角为︒=60α。

两小球的质量比12m m 为多少?练习2.如图所示,置于水平地面的三脚架上固定着一质量为m 的照相机,三脚架的三根轻质支架等长,与竖直方向均成30︒角,则每根支架中承受的压力大小为多少?练习3.用6块砖搭成一座拱桥,每块砖质量均为m ,所占角度为︒30,求23N F 、34N F题型5.动态平衡问题例 1.如图,一个挡板把一个小球夹在墙上,并逐渐把挡板放平,求挡板和墙壁分别对小球的支持力的大小变化情况。

分析:解题方法有很多种,可以用计算法、极限法、矢量三角形法 结论是,两个支持力都逐渐变小1m2mm练习1.用细线把小球拴在墙上,现逐渐缩短细线的长度,问,小球所受支持力和拉力如何变化?m练习 2.一个挡板把小球挡在斜面上,现逐渐放平挡板直到挡板处于水平方向,问:斜面和挡板对小球的支持力分别如何变化?mβα练习3.如图,逐渐向上拉小球,问:小球在上升过程中,所受支持力、拉力如何变化?Fm练习 4.用力拉着小船向左作匀速直线运动,已知小船所受阻力不发生变化,问:小船所受拉力以及浮力如何变化?Fm练习5.如图,一根细线固定在左边和右边的A、B两点,中间挂一个质量为m的物体,现把固定点B点稍稍下移,问绳内张力如何变化?A Bm题型6.临界问题例1.如图,两根细线拴着一个小球,小球的质量为m ,现给小球一个拉力F ,要使两根细线都处于绷直状态,求拉力的大小范围。

(已知所有的夹角都是︒60)mF︒60 ︒60ABO受力分析练习一、选择题(8×8′=64′)图11.如图1,质量为M 的楔形物块静置在水平地面上,其斜面的倾角为θ.斜面上有一质量为m 的小物块,小物块与斜面之间存在摩擦,用恒力F 沿斜面向上拉小物块,使之匀速上滑.在小物块运动的过程中,楔形物块始终保持静止.地面对楔形物块的支持力为( )A .(M +m )gB .(M +m )g -FC .(M +m )g +F sin θD .(M +m )g -F sin θ图22.如图2所示整个装置静止时,绳与竖直方向的夹角为30°.AB 连线与OB 垂直.若使带电小球A 的电量加倍,带电小球B 重新稳定时绳的拉力为( )A .G cos30°B .G cos60°C .G cos45°D .2G图33.一质量为M 的探空气球在匀速下降,若气球所受浮力F 始终保持不变,气球在运动过程中所受阻力仅与速率有关,重力加速度为g ,现欲使该气球以同样速率匀速上升,则需从气球吊篮中减少的质量为( )A .2(M -Fg) B .M -2F gC .2M -F gD .0图44.如图4所示,一质量为M的楔形木块放在水平桌面上,它的顶角为90°,两底角为α和β;a、b是两个位于斜面上质量均为m的木块,已知所有接触面都是光滑的.现发现a、b 沿斜面下滑,而楔形木块静止不动,这时楔形木块对水平桌面的压力等于( ) A.Mg+mg B.Mg+2mgC.Mg+mg(sinα+sinβ) D.Mg+mg(cosα+cosβ)图5图65.有一个直角支架AOB,AO水平放置,表面粗糙,OB竖直向下,表面光滑.AO上套有小环P,OB上套有小环Q,两环质量均为m,两环由一根质量可忽略、不可伸长的细绳相连,并在某一位置平衡(如图6所示).现将P环向左移一小段距离,两环再次达到平衡,那么将移动后的平衡状态和原来的平衡状态比较,AO杆对P环的支持力F N和摩擦力f的变化情况是( ) A.F N不变,f变大B.F N不变,f变小C.F N变大,f变大D.F N变大,f变小图86.如图8所示,质量m1=10 kg和m2=30 kg的两物体,叠放在动摩擦因数为0.50的粗糙水平地面上,一处于水平位置的轻弹簧,劲度系数为250 N/m,一端固定于墙壁.另一端与质量为m1的物体相连,弹簧处于自然状态,现用一水平推力F作用于质量为m2的物块上,使它缓慢地向墙壁一侧移动,当移动0.40 m时,两物体间开始相对滑动,这时水平推力F的大小为(g取10 m/s2)( )A.100 N B.300 NC.200 N D.250 N图97.如图9所示,物块M 通过与斜面平行的细绳与小物块m 相连.斜面的倾角α可以改变.讨论物块M 对斜面的摩擦力的大小,则有( )A .若物块M 保持静止,则α角越大,摩擦力一定越大B .若物块M 保持静止,则α角越大,摩擦力一定越小C .若物块M 沿斜面下滑,则α角越大,摩擦力越大D .若物块M 沿斜面下滑,则α角越大,摩擦力越小图108.如图10所示,A 、B 是两根竖直立在地上的木桩.轻绳系在两木桩上不等高的P 、Q 两点,C 为光滑的质量不计的滑轮.下面悬挂着重物G ,现保持结点P 的位置不变,当Q 点的位置变化时,轻绳的张力大小的变化情况是( )A .Q 点上下移动时,张力不变B .Q 点向上移动时,张力变大C .Q 点向下移动时,张力变小D .条件不足,无法判断9.(2011·临沂检测)图2甲为杂技表演的安全网示意图,网绳的结构为正方格形,O 、a 、b 、c 、d ……为网绳的结点,安全网水平张紧后,若质量为m 的运动员从高处落下,并恰好落在O 点上,该处下凹至最低点时,网绳dOe ,bOg 均成120°向上的张角,如图乙所示,此时O 点受到的向下的冲击力大小为F ,则这时O 点周围每根网绳承受的力的大小为( )图2A .F B.F2C .F +mg D.F +mg2二、计算题(3×12′=36′)图1110.如图11所示,质量为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,且斜面倾角为θ.质量为m的光滑球放在三棱柱和光滑竖直墙壁之间,A和B都处于静止状态,求地面对三棱柱的支持力和摩擦力各为多少?11.当物体从高空下落时,空气阻力随速度的增大而增大,因此经过一段距离后将匀速下落,这个速度称为此物体下落的终极速度.已知球形物体速度不大时所受的空气阻力正比于速度v,且正比于球半径r,即阻力F=krv,k是比例系数.对于常温下的空气,比例系数k=3.4×10-4N·s/m2.已知水的密度ρ=1.0×103 kg/m3,取重力加速度g=10 m/s2,试求半径r=0.10 mm的球形雨滴在无风情况下的终极速度v T.(结果取两位有效数字)图1312.一光滑圆环固定在竖直平面内,环上套着两个小球A和B(中央有孔),A、B间由细绳连接着,它们处于如图13中所示位置时恰好都能保持静止状态.此情况下,B球与环中心O 处于同一水平面上,A、B间的细绳呈伸直状态,且与水平线成30°角.已知B球的质量为3 kg,求细绳对B球的拉力和A球的质量.(g取10 m/s2)图913.如图9为曲柄压榨机结构示意图,A处作用一水平力F,OB是竖直线.若杆和活塞重力不计,两杆AO与AB的长度相同;当OB的尺寸为200,A到OB的距离为10时,求货物M在此时所受压力为多少?答案:1-9:D、A、A、A、B、B、D、A、B 10:(M+m)g mg tanθ11:1.2 m/s12:60 N 6 kg13:5F。

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