2011高三物理一輪復(fù)習(xí)教學(xué)案--共點力的平衡

1、2011高三物理一輪復(fù)習(xí)教學(xué)案(4)-共點力的平衡【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1、理解共點力作用下的物體平衡條件及其在解題中的應(yīng)用。2、掌握幾種常見的平衡問題的解題方法。【自主學(xué)習(xí)】1 .共點力物體同時受幾個力的作用，如果這幾個力都作用于物體的 或者它們的作用線交于這幾個力叫共點力。2 .平衡狀態(tài)：一個物體在共點力作用下，如果保持 或運動，則該物體處于平衡狀態(tài).3 .平衡條件：物體所受合外力 其數(shù)學(xué)表達式為：F合=或Fx合=_二y合=_，其中Fx合為物體在x軸方向上所受的合外力，F(xiàn)y合為物體在y軸方向上所受的合外力.平衡條件的推論(1) 物體在多個共點力作用下處于平衡狀態(tài)，則其中的一個力與余下的力的合力等大反

2、向(2) 物體在同一平面內(nèi)的三個互不平行的力的作用下處于平衡狀態(tài)時，這三個力必為共點力(3) 物體在三個共點力作用下處于平衡狀態(tài)時，這三個力的有向線段必構(gòu)成封閉三角形，即表示這三 個力的矢量首尾相接，恰能組成一個封閉三角形4 .力的平衡：作用在物體上的幾個力的合力為零，這種情形叫做 。若物體受到兩個力的作用處于平衡狀態(tài)，則這兩個力 .若物體受到三個力的作用處于平衡狀態(tài)，則其中任意兩個力的合力與第三個力 .5.解題途徑當(dāng)物體在兩個共點力作用下平衡時，這兩個力一定等值反向；當(dāng)物體在三個共點力作用下平衡時，往往 采用平行四邊形定則或三角形定則；當(dāng)物體在四個或四個以上共點力作用下平衡時，往往采用正交分

3、解法【典型例題】由靜止開始沿著與月球表面成一GF例1. 一航天探測器完成對月球的探測任務(wù)后，在離開月球的過程中,傾斜角的直線飛行，先加速運動， 再勻速運動。探測器通過噴氣而獲得推 動力。以下關(guān)于噴氣方向的描述中正確的是A. 探測器加速運動時，沿直線向后噴氣B. 探測器加速運動時，豎直向下噴氣C. 探測器勻速運動時，豎直向下噴氣D. 探測器勻速運動時，不需要噴氣解：探測器沿直線加速運動時，所受合力F合方向與運動方向相同，而重力方向豎直向下， 由平行四邊形定則知推力方向必須斜向上方，因此噴氣方向斜向下方。 勻速運動時,所受合力為零，因此推力方向必須豎直向上，噴氣方向豎直向下選C例2.重G的均勻繩兩

4、端懸于水平天花板上的A求繩的A端所受拉力F1和繩中點C處的張力F2. 解：以AC段繩為研究對象，根據(jù)判定定理，雖然C P點)，但它們必為共點力設(shè)它們延長線的交點為 O用平行四邊形定則B兩點。靜止時繩兩端的切線方向與天花板成a角AC所受的三個力分別作用在不同的點(如圖中的A、G/2G/2作圖可得：F12sin2tan例3.用與豎直方向成a =30斜向右上方，大小為F的推力把一個重量為 G的木塊壓在粗糙豎直墻上保持靜止求墻對木塊的正壓力大小 N和墻對木塊的摩擦力大小f.解：從分析木塊受力知，重力為G,豎直向下，推力 F與豎直成30斜向右上方，墻當(dāng)F 3g時，f=0 ；當(dāng)F 三G時，J3J33 F

5、G，方向豎直向下；當(dāng) F 2 G時，2. 3對木塊的彈力大小跟 F的水平分力平衡，所以 N=F/2，墻對木塊的摩擦力是靜摩擦力，其大 小和方向由F的豎直分力和重力大小的關(guān)系而決定：F9f G3 F，方向豎直向上2例4.如圖所示，將重力為 G的物體A放在傾角0的斜面上，物體與斜面間的動摩 擦因數(shù)為，那么對 A施加一個多大的水平力 F,可使物體沿斜例5.如圖所示，在水平面上放有一質(zhì)量為m與地面的動動摩擦因數(shù)為卩的物體，現(xiàn)用力使其沿地面勻速運動，求F的最小值及方向mgmin與水平方向的夾角為0=arctan 口 )F拉物體,例6.有一個直角支架 AOB A0水平放置,表面粗糙，0B豎直向下，表面光滑

6、.AO上套有小環(huán)P, 0B上套有小環(huán)Q,兩環(huán)質(zhì)量均為 m兩環(huán)由一根質(zhì)量可忽略、 不可伸長的細(xì)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， A0桿對P環(huán)的支持力Fn和摩擦力f的變 化情況是A.Fn不變，f變大 B.F N不變，f變小C.Fn變大，f變大 D.F n變大，f變小解：以兩環(huán)和細(xì)繩整體為對象求Fn,可知豎直方向上始終二力平衡，F(xiàn)N=2mg不變；以Q環(huán)為對象，在重力、細(xì)繩拉力F和OB壓力N作用下平衡，設(shè)細(xì)繩和豎直方向的夾角為a,貝U P環(huán)向左移的過程中a將減小，N=mgta n a也將減小。再以整

7、體為對象，水平方向只有 OB對Q的壓力N和OA對P環(huán)的摩擦力f作用，因此f=N也減小.答案選B.AQF【針對訓(xùn)練】1.如圖所示，一個半球形的碗放在桌面上，碗口水平，碗的內(nèi)表面及碗口是光滑的 口上，線的兩端分別細(xì)有質(zhì)量為m和m的小球，當(dāng)它們處于平衡狀態(tài)時，質(zhì)量為與水平線的夾角為a =600.兩小球的質(zhì)量比為（A）A 、3 c、2 c- 3f 2A.B.C.D.3322.一根細(xì)線跨在碗m的小球與O點的連線/m2. 如圖所示，人重600N,木板重400N,人與木板、木板與地面間的動摩擦因數(shù)皆為0.2，現(xiàn)在人用水平力拉繩，使他與木塊一起向右勻速運動，則（BC）A.人拉繩的力是200N B. 人拉繩的力

8、是 100NC.人的腳給木塊摩擦力向右D.人的腳給木塊摩擦力向左3. 如圖所示，兩個完全相同的小球，重力大小為G兩物體與地面間的動摩面勻速上滑？擦因數(shù)均為卩，一根輕繩的兩端固定在兩個球上，在繩的中點施加一個豎直向上的拉力，當(dāng)繩被拉直后，兩段繩的夾角為求當(dāng)F至少為多大時，兩球?qū)l(fā)生相對滑動?4.如圖所示，兩個固定的光滑硬桿F)tan 2QA與 QB夾角為各套一輕環(huán)C D,且C D用細(xì)繩相連，現(xiàn)在用一水平恒力F沿QB方向拉環(huán)D,當(dāng)兩環(huán)平衡時，繩子的拉力是多大？（ F Sin ）5.如圖所示，均勻桿AB重為G,A端用細(xì)繩吊在 0點，在B端加一水平力F,使AB靜止，此時桿與水平方向夾角為a ,細(xì)繩與

9、豎直方向成B角，則（B）A. 拉力F 定大于GB. 繩子拉力T 一定大于GC. AB桿與水平夾角a必小于BD. F足夠大時細(xì)繩可在水平方向上B6. 現(xiàn)用兩根繩子 A0和B0懸掛一質(zhì)量為10N的小球，A0繩的A點固定在豎直放置的圓環(huán)的環(huán)上，0點為圓環(huán)的圓心，A0繩與豎直方向的夾角為 37 , BO繩的B點可在環(huán)上滑動，已知每根繩子所能承受的最大拉力均為12N,則在B點沿環(huán)順時針緩慢滑到 N的過程中（C ）A.兩根繩均不斷B.兩根繩同時斷C. AQ繩先斷D. BQ繩先斷7.如圖所示，兩個木塊的質(zhì)量分別為m1和m2，兩個輕質(zhì)彈簧的勁度分別為k1和k2 ,上面的木塊壓在上面的彈簧上（但不拴接），整個彈

10、簧處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)緩慢向上提上面的木塊，直到它剛離開上面的彈簧，在這過程中下面木塊移動的距離為_（_ m1g/k2），上面木塊移動的距離為 Lm1g / k2m1 g / k1）。8.如圖所示，勁度系數(shù)分別為Ki、K2的輕彈簧豎直懸掛著，兩彈簧間有一質(zhì)量為的重物，最下端掛一質(zhì)量也為m的重物，用豎直向上的力F托著下端重物，整個裝置處于靜Em止?fàn)顟B(tài)，此時兩彈簧的總長正好等于兩彈簧原長之和,則該力F=(FK1 學(xué) mg)。K2Ki9. 所圖所示，光滑斜面上安裝一光滑擋板AQ擋板可繞 0處鉸鏈無摩擦轉(zhuǎn)動，在擋板與斜面間放一勻質(zhì)球，現(xiàn)使擋板從圖示位置緩慢轉(zhuǎn)至豎直位置，則此過程中球?qū)醢宓膲毫1的變化情況可能是（C ）。A.逐漸減小B.逐漸增大C.先減小后增大D.先增大后減小10. 一質(zhì)量為m的物體放在傾角為的斜面上，如果物體能沿斜面勻速下滑，則物體與斜面間的動摩擦因數(shù)為（ tan ）；如果在此物體上作用一個水平力使物體靜止在斜面上，水平力大小mgtg ，這時物體與斜面間的摩擦力為 。 （0）11. 如圖所示，質(zhì)量為 mi 0.4kg的物體