物体受力平衡时的运动状态是如何的?
回答:
(1)物体保持静止状态,但不是速度为零时刻,速度瞬时等于零,加速度能够不等于零。
(２)物体做匀速直线运动。
(3)物体运动状态发生缓慢变化,合外力特不小,能够忽略。
处理平衡问题的常用方法
方法
内容
合成法
物体受三个共点力的作用而平衡,则任意两个力的合力一定与第三个力大小相等,方向相反
A、F增大,Ｎ减小 B、Ｆ减小,Ｎ减小
C。Ｆ增大,N增大 Ｄ、Ｆ减小,N增大
【答案】Ａ
【解析】
由题意知,小球在由Ａ运动到Ｂ过程中始终处于平衡状态。设某一时刻小球运动至如图所示位置,则对球由平衡条件得:Ｆ＝mgsinθ,N=ｍｇcｏsθ,在运动过程中,θ增大,故F增大,Ｎ减小,A正确、
【答案】A
【解析】
A、Ｆf变小ﻩB。Fｆ不变
Ｃ、FN变大D、ＦN变小
【答案】BＣ
【解析】
以两轻质硬杆及两木块m整体为研究对象,受力分析如图:
由平衡条件可知2Ff=(M+２m)g,故选项A错误,选项B正确;将绳的拉力Mｇ分解为沿OＯ１、ＯO2
方向的两个分力,如图所示,由于Ｏ１、Ｏ2等高,因此α1=α2,则F1=F2,当挡板间距离增大后,α1、α2增大,则F1、F2增大,将F1进行正交分解,则有FＮ=Ｆ1sinα1,随α1、F1的增大,FN增大,故选项C正确,选项D错误。
２、【题干】如图所示,质量为m的木块A放在水平面上的质量为Ｍ的斜面体Ｂ上,现用大小相等方向相反的两个水平推力F分不作用在Ａ、B上,A、Ｂ均保持静止不动。则( )
A、A与B之间不一定存在摩擦力
B。Ｂ与地面之间一定存在摩擦力
C、B对A的支持力一定等于ｍｇ
Ｄ、地面对Ｂ的支持力大小一定等于(ｍ＋M)g
【答案】AD
2。共点力的平衡条件
在共点力作用下物体的平衡条件是合力为零,即Ｆ合＝０或Fx合=0,Fｙ合＝0
３、判定定理
物体在三个互不平行的力的作用下处于平衡,则这三个力必为共点力、(表示这三个力的矢量首尾相接,恰能组成一个封闭三角形)
４、解题方法
当物体在两个共点力作用下平衡时,这两个力一定等值反向;当物体在三个共点力作用下平衡时,往往采纳平行四边形定则或三角形定则;当物体在四个或四个以上共点力作用下平衡时,往往采纳正交分解法。
【答案】BＤ
【解析】
将物块B移至C点后,对B进行受力分析,如图:
由平衡规律得:
Ｔｃｏsθ1=FfG＝FＮ+Tsinθ1
细绳与水平方向夹角θ1减小,细绳中拉力T不变,B与水平面间的摩擦力Ff增大,地面对B的弹力ＦN增大,选项A错误,Ｂ正确;由于α＋β增大,滑轮两侧细绳拉力的合力减小,由平衡条件可知,悬于墙上的绳所受拉力减小,选项C错误;Ａ、B静止时,图中α、β、θ三角始终相等,选项Ｄ正确。
分解法
物体受三个共点力的作用而平衡,将某一个力按力的效果分解,则其分力与其她两个力满足平衡条件
正交分解法
物体受到三个或三个以上力的作用时,将物体所受的力分解为相互垂直的两组,每组力都满足平衡条件
力的三角形法
对受三力作用而平衡的物体,将力的矢量图平移,使三力组成一个首尾依次相接的矢量三角形,依照正弦定理、余弦定理或相似三角形等数学知识求解未知力
1、【题干】如图,用两根等长轻绳将木板悬挂在竖直木桩上等高的两点,制成一简易秋千、某次维修时将两轻绳各剪去一小段,但仍保持等长且悬挂点不变。木板静止时,F1表示木板所受合力的大小,Ｆ２表示单根轻绳对木板拉力的大小,则维修后( )
A。F1不变,Ｆ２变大B。F１不变,F2变小
C、Ｆ１变大,F2变大D、F１变小,F２变小
【解析】
A在斜面上处于静止状态,对A受力分析如图甲所示,若Fx＝Gx,则f=０;若Fx＞Ｇx,则f≠0且方向斜向下,则Ａ正确;由图甲知N＝Ｆy+Gy,则N与G的大小关系不确定,C错误;对A、B整体受力分析如图乙,水平方向上与地面间无摩擦力,竖直方向上N地=ＧA+GＢ=(ｍ＋M)ｇ,则B错误,D正确、
Ｄ、墙面对正方体M的弹力大小为ｍｇcotα
【答案】Ｄ
【解析】
以Ｍ、m作为一个整体进行分析,水平面对正方体Ｍ的弹力大小等于(M＋ｍ)g,故A、Ｂ错误。
以ｍ为研究对象受力分析:直截了当合成,则taｎα＝,N=ｍgｃoｔα,故C错误。由于墙对M的弹力与墙对m弹力大小相等,故D正确、
如图所示,在绳下端挂一物体,用力F拉物体使悬线偏离竖直方向α的夹角,且保持其平衡。保持α角不变,当拉力F有极小值时,F与水平方向的夹角β应是( )
【答案】A
【解析】
木板静止时受力情况如图所示,设轻绳与竖直木桩的夹角为θ,由平衡条件知,合力Ｆ1＝0,故F1不变,F２＝,剪短轻绳后,θ增大,cosθ减小,F2增大,故A正确。
先增大后减小,因此Ｂ项对,Ｃ、D两项均错误、
2、【题干】如图,光滑的四分之一圆弧轨道AＢ固定在竖直平面内,A端与水平面相切。穿在轨道上的小球在拉力F作用下,缓慢地由Ａ向B运动,F始终沿轨道的切线方向,轨道对球的弹力为Ｎ。在运动过程中( )
如图所示,质量为m的正方体与质量为M的正方体放在两竖直墙与水平面间,处于静止状态、ｍ与M的接触面与竖直方向的夹角为α,重力加速度为ｇ,若不计一切摩擦,下列讲法正确的是( )
A、水平面对正方体M的弹力大小大于(M+ｍ)g
B。水平面对正方体Ｍ的弹力大小为(M＋m)gcosα
C。墙面对正方体m的弹力大小为mｇtanα
1、【题干】如图所示,不计质量的光滑小滑轮用细绳悬挂于墙上Ｏ点,跨过滑轮的细绳连接物块A、B,A、Ｂ都处于静止状态,现将物块Ｂ移至C点后,A、B仍保持静止,下列讲法中正确的是( )
A、Ｂ与水平面间的摩擦力减小
B、地面对B的弹力增大
C、悬于墙上的绳所受拉力不变
Ｄ、A、B静止时,图中α、β、θ三角始终相等
3、【题干】如图所示,水平地面上叠放着A、B两物体,B物体受力Ｆ作用,A、B一起相对地面向右做匀减速直线运动,则B物体的受力个数为( )
A、４个ﻩB、5个
C。６个D、７个
【答案】C
【解析】
以Ａ为研究对象,Ａ向右匀减速,因此B给A的静摩擦力向左,以B为研究对象知,Ｂ受到重力,A对B的压力,地面对B的支持力,外力F,A对B向右的静摩擦力,地面对B向左的滑动摩擦力,共6个力,故C正确。
适用学科
高中物理
适用年级
高一
适用区域
沪科版区域
课时时长(分钟)
2课时
知识点
1、理解共点力作用下物体的平衡条件。
2、熟练应用正交分解法、图解法、合成与分解法等常用方法解决平衡类问题、
3、进一步熟悉受力分析的基本方法,培养学生处理力学问题的基本技能、
教学目标
共点力的平衡
教学重点
正交分解法的应用;三力平衡问题
3、考虑每一个力的施力物体、每分析一个力,都要想一想它的施力物体是谁,如此能够幸免分析出某些不存在的力、如竖直上抛的物体并不受向上的推力,而刹车后靠惯性滑行的汽车也不受向前的“冲力"。
4、画完受力图后要进行定性检验、看一看依照您画的受力图,物体能否处于题目中所给的运动状态、
5、对物体受力分析时应注意以下几点:
a不要把研究对象所受的力与它对其她物体的作用力相混淆、
b关于作用在物体上的每一个力,都必须明确它的来源,不能无中生有、
c分析的是物体受到哪些“性质力"(按性质分类的力),不要把“效果力”与“性质力”混淆重复分析。
ﻩ
共点力作用下物体的平衡
1、共点力
几个力作用于物体的同一点,或它们的作用线交于同一点(该点不一定在物体上),这几个力叫共点力。
A。0ﻩＢ、
Ｃ、αD。2α
【答案】C
【解析】
物体处于平衡状态,合力为零,重力与拉力的合力与细绳的张力FＴ等大反向,如图所示,能够明白当拉力F有极小值时,F与水平方向的夹角β应等于α,C正确、
如图所示,一个“Y”形弹弓顶部跨度为L,两根相同的橡皮条自由长度均为Ｌ,在两橡皮条的末端用一块软羊皮(长度不计)做成裹片。若橡皮条的弹力与形变量的关系满足胡克定律,且劲度系数为ｋ,发射弹丸时每根橡皮条的最大长度为２L(弹性限度内),则发射过程中裹片对弹丸的最大作用力为( )
应用平衡条件解题的步骤
(１)选取研究对象:依照题目要求,选取一个平衡体(单个物体或系统,也能够是结点)作为研究对象。
教学难点
正交分解法的应用;三力平衡问题
物体受力分析
对物体进行受力分析是解决力学问题的基础,是研究力学问题的重要方法。受力分析的程序是:
1、依照题意选取研究的对象、选取研究对象的原则是要使对问题的研究尽量简便、研究对象能够是单个物体或物体的某一部分,也能够是由几个物体组成的系统、
２、把研究对象从周围的物体中隔离出来、为防止漏掉某个力,要养成按一般步骤分析的好习惯,一般应先分析重力;然后环绕物体一周,找出跟研究对象接触的物体,并逐个分析这些物体对研究对象的弹力与摩擦力;最后再分析其她场力(电场力、磁场力等)、
３、【题干】如图,小球C置于内侧面光滑的半球形凹槽B内,B放在长木板A上,整个装置处于静止状态、在缓慢减小木板的倾角θ过程中,下列讲法正确的是( )
A、A受到的压力逐渐减小
Ｂ、A受到的摩擦力逐渐减小
C、C对B的压力逐渐变大
D、C受到三个力的作用
【答案】Ｂ
【解析】缓慢减小θ,则A、B、C始终处于平衡状态。把Ｂ、C看成一整体,设质量为M,则Mｇsiｎθ=ｆＡＢ,Mgｃosθ＝NＡＢ,
Ａ。2ＧﻩB、Ｇ
Ｃ、 GD、 G
【答案】Ｂ
【解析】
本题中Ｏ点与各球心的连线及各球心之间连线,构成一个边长为2Ｒ的正四面体,如图所示(A、B、C为各球球心),O′为△AＢC的中心,设∠OＡO′＝θ,由几何关系知O′Ａ＝ R,由勾股定理得ＯO′= =R,对A处球受力分析有:Fsｉnθ=Ｇ,又sｉnθ=,解得F＝G,故只有B项正确、