受力分析 共點力的平衡練習(xí)及知識要點.ppt

第二章相互作用 2012 7 第3課時 受力分析共點力的平衡 例1 以下四種情況中 物體處于平衡狀態(tài)的是A 豎直上拋物體達(dá)最高點時B 做勻速圓周運動的物體C 單擺擺球通過平衡位置時D 彈簧振子通過平衡位置時 考點一 平衡狀態(tài) 啟示 處于平衡態(tài)的物體所受的合力一定為0 但速度不一定為0 速度為0不一定是靜止?fàn)顟B(tài) 1 明確研究對象 在進(jìn)行受力分析時 研究對象可以是某一個物體 也可以是保持相對靜止的若干個物體組成的系統(tǒng) 研究對象確定以后 只分析研究對象所受的外力 不分析研究對象施予外界的力 2 按力的性質(zhì) 順序找力 如重力 彈力 摩擦力 電場力 磁場力等 切不可按力的作用效果來畫力 如向心力 支持力等 這樣容易漏分析或重復(fù)分析 3 彈力和摩擦力是接觸力 注意觀察物體的接觸情況 4 注意結(jié)合力的相互作用和物體的運動狀態(tài) 平衡條件和牛頓第二定律 判斷是否多力或漏力 沒有施力物體的力是不存在的 如慣性不是力 5 需要合成或分解時 必須正確畫出相應(yīng)的平行四邊形或三角形 注意實線 虛線和箭頭這些細(xì)節(jié) 考點二 受力分析 例 如圖所示 兩個等大 反向的水平力F分別作廂在物體A和B上 A B兩物體均處于靜止?fàn)顟B(tài) 若各接觸面與水平地面平行 則A B兩物體各受幾個力 A 3個 4個B 4個 4個C 4個 5個D 4個 6個 考點二 受力分析 考點二 受力分析 變式 如圖 位于水平桌面上的木板P 由跨過定滑輪的輕繩與物塊Q相連 從滑傳輸線到P和到Q的兩段繩都水平的 已知Q與P之間動摩擦因數(shù) P與桌面之間動摩擦因數(shù)為2 木板P與物塊Q的質(zhì)量都是m 滑輪的質(zhì)量 滑輪軸上的摩擦都不計 若用一水平向右的力F拉P使它做勻速運動 則F的大小為 A 3 mgB 4 mgC 5 mgD 6 mg 考點三 共點力的平衡 1 兩個力 二力平衡 兩個力等大反向 三個力 力的合成 任意兩個力的合力與第三個力等大反向 力的分解 將任意一力的分解 兩個分力與另兩個力分別等大反向 矢量三角形 三個力構(gòu)成閉合循環(huán)的矢量三角形 正交分解 四個力 正交分解 例 所受重力G1 8N的砝碼懸掛在繩PA和PB的結(jié)點上 PA偏離豎直方向37 角 PB在水平方向 且連在所受重力為G2 100N的木塊上 木塊靜止于傾角為37 的斜面上 如圖所示 試求 1 木塊與斜面間的摩擦力 2 木塊所受斜面的彈力 考點三 共點力的平衡 考點三 共點力的平衡 啟示 只受三個力作用 而且有兩個力互相垂直或大小相等時 經(jīng)常利用力的合成由三角函數(shù)求解 考點三 共點力的平衡 例 如圖所示 重為G的小球套在固定在豎直面內(nèi)的半徑為R的光滑的大圓環(huán)上 勁度為k的輕彈簧上端固定在園環(huán)的最高點 下端與小球相連 當(dāng)小球靜止時 彈簧處于伸長狀態(tài) 與豎直方向間的夾角為 30 求 大圓環(huán)對小球彈力的大小F1 彈簧對小球拉力的大小F2 彈簧的原長l0 啟示 受三個力作用 沒有互相垂直的兩個力或大小相等時 經(jīng)常利用正交分解或矢量三角形與結(jié)構(gòu)三角形的相似 考點三 共點力的平衡 拓展 如圖 運動員打開傘后經(jīng)過一段時間 將在空中保持勻速降落 已知運動員和他身上裝備的總重力為G1 圓頂形降落傘傘面的重力為G2 有8條相同的拉線 圖中未畫出所有拉線 拉線重力不計 一端與飛行員相連 拉線重力不計 另一端均勻分布在傘面邊緣上 每根拉線和豎直方向都成300角 那么每根拉線上的張力大小為 A B C D 考點三 共點力的平衡 例7 如圖所示 AOB為水平放置的光滑桿 夾角AOB等于60 桿上分別套著兩個質(zhì)量都是m的小環(huán) 兩環(huán)由可伸縮的輕質(zhì)彈性繩連接 若在繩的中點施以沿AOB的角平分線水平向右的拉力F 緩慢地拉繩 待兩環(huán)受力達(dá)到平衡時 繩對環(huán)的拉力T跟F的關(guān)系是 A T Fsin30 B T FC T FD T F 考點三 共點力的平衡 考點三 共點力的平衡 例9 如圖所示 不可伸長的細(xì)線一端固定于豎直墻上的O點 拉力F通過一個輕質(zhì)定滑輪和輕質(zhì)動滑輪豎直作用于細(xì)線的另一端 若重物M在力F的作用下緩緩上升 拉力F的變化情況為 A 變大B 變小C 不變D 不能確定 考點四 動態(tài)平衡問題 啟示 圖解方法的適用條件 1 一個恒力 2 一個方向不變大小變化的力 3 一個大小 方向都變的力 變式1 重物通過細(xì)線拴在AB細(xì)線上的O點 使B點沿豎直墻壁緩慢向下移動到水平位置 保持O點位置不變 如圖所示 則OB細(xì)線上的拉力 A 逐漸變大B 逐漸變小C 保持不變D 先變小后變大 考點四 動態(tài)平衡問題 變式2 如圖所示 輕繩的一端固定在豎直墻上的A點 另一端B通過動滑輪沿豎直墻壁從P向Q緩慢移動一段距離 動滑輪下吊一重物 不計一切摩擦 則細(xì)線上張力的變化情況為 A 變大B 變小C 不變D 不能確定 考點三 共點力的平衡 考點四 動態(tài)平衡問題 例10 如圖所示 AC是上端帶定滑輪的固定豎直桿 質(zhì)量不計的輕桿BC一端通過鉸鏈固定在C點 另一端B懸掛一重為G的物體 且B端系有一根輕繩并繞過定滑輪A 用力F拉繩 開始時 BCA 90 現(xiàn)使 BCA緩慢變小 直到桿BC接近豎直桿AC 此過程中 輕桿B端所受的力 A 大小不變B 逐漸增大C 逐漸減小D 先減小后增大 考點五 整體法和隔離法 例11 如圖所示 三個物塊重均為100N 小球P重20N 作用在物塊2的水平力F 30N 整個系統(tǒng)平衡 則物塊3與桌面間的摩擦力為 A 20NB 10NC 0ND 5 86N 例12 半圓柱體P放在粗糙的水平地面上 其右端有一固定放置的豎直擋板MN 在半圓柱體P和MN之間放有一個光滑均勻的小圓柱體Q 整個裝置處于平衡狀態(tài) 如圖所示是這個裝置的截面圖 現(xiàn)使MN保持豎直并且緩慢地向右平移 在Q滑落到地面之前 發(fā)現(xiàn)P始終保持靜止 則在此過程中 下列說法中正確的是 A MN對Q的彈力逐漸減小B P對Q的彈力逐漸減小C 地面對P的摩擦力逐漸增大D Q所受的合力逐漸增大 考點五 整體法和隔離法 例13 如圖所示 在水平傳送帶上有質(zhì)量分別為m1 m2 m3的三個木塊1 2 3 1和2及2和3間分別用原長為L 勁度系數(shù)為k的輕彈簧連接起來 木塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為 現(xiàn)用水平細(xì)繩將木塊1固定在左邊的墻上 傳送帶按圖示方向勻速運動 當(dāng)三個木塊達(dá)到平衡后 1 3兩木塊之間的距離是 考點五 整體法和隔離法 考點六 臨界和極值問題 例14 如圖所示 將質(zhì)量為m的物體放在豎直彈簧上 處于靜止?fàn)顟B(tài) 彈簧勁度系數(shù)為k 現(xiàn)用豎直向上的力F緩慢將物體提升 直到彈簧對地壓力為零 求物體上升的高度 變式1 如圖所示 質(zhì)量為m1的物體A和質(zhì)量為m2的物體B用豎直彈簧連接 放在水平面上處于靜止?fàn)顟B(tài) 彈簧勁度系數(shù)為k 現(xiàn)用豎直向上的力F緩慢將物體A提升 直到物體B恰好離開地面 求物體A上升的高度 考點六 臨界和極值問題 變式2 如圖所示 質(zhì)量為m1的物體A和質(zhì)量為m2的物體B用豎直彈簧連接 放在水平面上處于靜止?fàn)顟B(tài) A與上方又連接另一彈簧 現(xiàn)用豎直向