力的動(dòng)態(tài)變化及繩桿

復(fù)旦托業(yè)高三物理專題復(fù)習(xí)第三講：力的動(dòng)態(tài)變化及繩桿一、重難點(diǎn)解析（一）、力的概念：力是物體對(duì)物體的相互作用（二）、力的作用效果使物體發(fā)生形變（形狀和體積的變化）使物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化（速度的大小和方向變化）（三）、力的單位在國(guó)際單位制中，力單位是牛頓，簡(jiǎn)稱牛，符號(hào)是N（四） 、力的三要素：大小、方向、作用點(diǎn)。（五） 、力的圖示和力的示意圖1．力的圖示：一根帶有箭頭的線段把力的三要素表示出來(lái)叫力的圖示。線段長(zhǎng)度表示力的大小，箭頭表示力的方向，線段起點(diǎn)表示力的作用點(diǎn)2．力的示意圖：一根帶有箭頭的線段把力的方向,力的符號(hào)表示出來(lái)。（六） 、力的分類按力的性質(zhì)分為：重力、彈力、摩擦力、分子力、電場(chǎng)力、磁場(chǎng)力等。按力的效果分為:拉力、壓力、支持力、動(dòng)力、阻力等。（七） 、彈力：發(fā)生形變的物體（施力物體），由于要恢復(fù)原狀，對(duì)使之發(fā)生形變的物體（受力物體）產(chǎn)生力的作用，這種力叫彈力。彈力的產(chǎn)生條件:（1）接觸；（2）發(fā)生彈性形變彈力的方向:發(fā)生形變物體（施力物體）恢復(fù)原狀的方向（1） 輕繩：繩上彈力一定是拉力,方向指向繩子收縮的方向。（2） 輕桿：輕桿上的彈力方向具有多向性，可以沿桿,為壓力或拉力也可以不沿桿.（3） 彈簧：輕桿上的彈力方向具有多向性，可以沿桿,為壓力或拉力也可以不沿桿.4）面與面、點(diǎn)與面接觸：彈力方向垂直于接觸面（切面），且指向受力物體。4.彈力的有無(wú):撤去法5?彈力的大?。汉硕?F=KX（八） 、滑動(dòng)摩擦力（大?。篺斗N）（九） 、靜摩擦力（大小:OWfWfm）*其中fm為最大靜摩擦力（物體即將相對(duì)運(yùn)動(dòng)前的靜摩擦力）0-fm區(qū)間內(nèi)靜摩擦力與正壓力無(wú)關(guān).fm與正壓力有關(guān)（fm=p0N）,p0為最大靜摩擦系數(shù),最大靜摩擦力比滑動(dòng)摩擦力略大,一般計(jì)算時(shí)可認(rèn)為相等.（十）、力的合成與分解（十^一）、共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件：EF=0（正交分解法遲FX=0,SFy=0）推論：當(dāng)物體處于平衡狀態(tài)時(shí)，它所受的某一個(gè)力與它受的其余的力的合力等值反向。（十二）、受力分析基本思路：1、 重力（場(chǎng)力）；2、 接觸力（先彈力再摩擦力）；3、 其他力（浮力等）（十三）、解答平衡問(wèn)題常用方法1、 力的合成、分解法。 適用于三力平衡的主要解題方法。2、 力的三角形法則。 適用于力的動(dòng)態(tài)分析3、 相似三角形法則。 適用于邊長(zhǎng)條件多的力學(xué)平衡問(wèn)題4、 正弦定理。 適用于角度比較多的力學(xué)平衡問(wèn)題。5、 隔離、整體法。 適用于兩物體組成系統(tǒng)內(nèi)力問(wèn)題研究6、 三力匯交原理：如果一個(gè)物體受到三個(gè)力的作用而處于平衡狀態(tài),那么這三個(gè)力不平行就共點(diǎn)。

二、例題精選例題1：如圖所示，小球用細(xì)線系住放在傾角為e的光滑斜面上，當(dāng)細(xì)線由水平方向逐漸向上偏移時(shí)，細(xì)線的拉力t和斜面的支持力N的變化情況是 （ ）（A） T增大，N減小， （B）T減小，N增大，（C）T先增大后減小，N減小， （D）T先減小后增大,N減小。BC例題2：輕桿AC處于水平位置，C端鉸接在墻上，輕繩AB拉住桿的A端，一重物掛于桿上的D點(diǎn)，若將懸物點(diǎn)D由A附近開(kāi)始逐漸向C點(diǎn)移動(dòng)，則繩中拉力T和桿對(duì)鉸鏈的作用力F的大小將（BC（A）都變小， （B）T變小，F(xiàn)變大，（C）T變小，F(xiàn)先變小后變大， （D）T先變小后變大，F(xiàn)變小。例題3：如圖所示，豎直放置的圓環(huán)上，用兩根等長(zhǎng)的輕細(xì)線AO、BO懸掛一質(zhì)量為m的小球，開(kāi)始時(shí)，線BO水平，線AO與水平方向 ：''成60°角，小球剛好在圓環(huán)的圓心O.細(xì)線的A、B兩端固定在圓環(huán)/上.現(xiàn)將圓環(huán)繞垂直環(huán)面過(guò)圓心的軸沿逆時(shí)針?lè)较蚓徛D(zhuǎn)動(dòng)，直至AO水平，則在圓環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中線AO的拉力（ ） 'A.—直增大 B.—直減小 ■-—■-C.先增大后減小 D.先減小后增大例題4：重為100N的球放在傾角a=30。的光滑斜面上，并用豎直擋板擋住，使球靜止，若緩慢改變擋板和斜面之間的夾角，使球始終靜止，則球?qū)醢宓淖饔昧σ搽S著改變，這樣，球?qū)醢宓淖饔昧Φ拇笮〔豢赡艹霈F(xiàn)下列哪些數(shù)值（）（A）30N，（B）50N， （C）100N， （D）120N。例題5：如圖，用細(xì)繩一端系住擱在光滑半球面上的小球，另一端跨過(guò)半球正上方的定滑輪用力緩慢拉動(dòng)小球，小球從A上升至B的過(guò)程中，球面所受N和細(xì)繩拉力T的大小變化為 （）（A）N不變， （B）N變大，（C）T不變， （D）T變小。例題6：如圖所示，在粗糙地面上有一物體A，用輕繩通過(guò)定滑輪拉動(dòng)它，若使物體A保持勻速直線運(yùn)動(dòng)，則水平拉力F的大小變化情況可能是（）（A）變大， （B）變小，（C）先變大，后變小， （D）先變小，后變大。

例題7：如圖所示，輕桿BO一端裝在鉸鏈上，鉸鏈固定在豎直墻上，另一端裝一輕滑輪，重為G的物體用細(xì)繩經(jīng)滑輪系于墻上A點(diǎn)，系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，若將A點(diǎn)沿豎直墻向上緩慢移動(dòng)少許，設(shè)法使系統(tǒng)重新平衡，則細(xì)繩所受拉力F例題7：如圖所示，輕桿BO一端裝在鉸鏈上，鉸鏈固定在豎直墻上，另一端裝一輕滑輪，重為G的物體用細(xì)繩經(jīng)滑輪系于墻上A點(diǎn)，系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，若將A點(diǎn)沿豎直墻向上緩慢移動(dòng)少許，設(shè)法使系統(tǒng)重新平衡，則細(xì)繩所受拉力F和輕桿所受壓力Fn大小變化情況是（ ）rN（A）F變小， （B）F不變， （C）F不變， （D）F變小。r r N N例題8：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(gè)光滑均勻的小圓柱體Q,整個(gè)裝置處于靜止，如圖所示是這個(gè)裝置的截面圖?，F(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(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（A.MN對(duì)Q的彈力逐漸減小B．P對(duì)Q的彈力逐漸增大Q所受的合力逐漸增大地面對(duì)P的摩擦力逐漸增大例題9：如圖所示，輕桿A端用光滑水平鉸鏈裝在豎直墻上，B端吊一重物P,并用水平繩系在墻上C點(diǎn)，在用水平向右的力F緩慢拉起重物P的過(guò)程中，桿AB所受壓力的變化是（）（A）一直變大 （B）—直變小（C）先變小再變大 （D）—直不變例題10：如圖（a）所示，小球放置在光滑V形槽中，初始槽板OB處豎直平面，將V形槽沿順時(shí)針繞槽底角O點(diǎn)緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)90。，到OB處水平平面，如圖（b）所示。在這個(gè)過(guò)程中，板OB受到的壓力將 ，板OA受到的壓力將 。（選填變大、變小、先變大后變小或先變小后變大）（a）b)例題11：三個(gè)共點(diǎn)力平衡，片大小方向不變，F(xiàn)2、F3方向改變。（桿與豎直方向夾角變?。﹦tf2變化情況 ；f3變化情況

例題12：如圖甲所示，一根輕繩上端固定于O點(diǎn)，下端拴一個(gè)重為G的鋼球A,球處于靜止?fàn)顟B(tài).現(xiàn)對(duì)球施加一個(gè)水平向右的外力F,使球緩慢偏移，在移動(dòng)中的每一時(shí)刻，都可認(rèn)為球處于平衡狀態(tài)，已知外力F的最大值為2G.試求：輕繩中拉力ft的大小范圍；在圖乙中畫(huà)出拉力F/勺大小與cosO的關(guān)系圖象.JFt■*COS&例題13:如圖所示，兩個(gè)輕質(zhì)小環(huán)A、B套在光滑固定的水平桿上，兩環(huán)間距為a用原長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕質(zhì)橡皮條分別連接兩環(huán)(a<L<2a)，在橡皮條中間加一豎直向上的力F,在兩環(huán)上分別施加大小相等的作用力，使橡皮條拉成一個(gè)與桿圍成邊長(zhǎng)為a的正三角形保持平衡,則關(guān)于施加在兩環(huán)上的作用力，下列說(shuō)法中正確的是( )若沿橡皮條方向，大小應(yīng)為“朽F/3，若沿垂直橡皮條方向，大小應(yīng)為3F/3，若沿桿方向，大小應(yīng)為F/6，最小值為逅F/12。例題14：在傾角為a=37。的斜面上，一條質(zhì)量不計(jì)的皮帶一端固定在斜面上端，另一端繞過(guò)一質(zhì)量為m=3kg、中間有一圈凹槽的圓柱體，并用與斜面夾角為〃=37。的力F拉住，使整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)，如圖所示。不計(jì)一切摩擦，求拉力F的大小和斜面對(duì)圓柱體的彈力N的大小。(g=10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8)TOC\o"1-5"\h\zo o某同學(xué)分析過(guò)程如下：將拉力F沿斜面和垂直于斜面方向進(jìn)行分解。沿斜面方向： FcosP=mgsina (1)沿垂直于斜面方向： Fsin卩+N=mgcosa (2)問(wèn)：你同意上述分析過(guò)程嗎？若同意，按照這種分析方法求出F及N的大小;若不同意，指明錯(cuò)誤之處并求出你認(rèn)為正確的結(jié)果。O例題15：如圖所示，一個(gè)碗口為圓弧形的半球形碗放在桌面上，O點(diǎn)為其球心，碗的內(nèi)表面及碗口是光滑的，一根細(xì)線跨在碗口上O?，線的兩端分別系有質(zhì)量為m1和m2的小球，當(dāng)它們處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，質(zhì)量為％]的小球與O點(diǎn)的連線與水平線的夾角為a=60。，則小球m]受到碗對(duì)它的支持力大小為 ，兩小球的質(zhì)量比m]/m2為態(tài)。AB桿對(duì)BC桿的作用力方向可能是)例題16：如圖所示，兩根硬桿AB、BC分別用鉸鏈連接于A、B、態(tài)。AB桿對(duì)BC桿的作用力方向可能是)若AB桿計(jì)重力，而B(niǎo)C桿不計(jì)重力時(shí)，由B指向C若AB桿計(jì)重力，而B(niǎo)C桿不計(jì)重力時(shí)，由C指向B若AB桿不計(jì)重力，而B(niǎo)C桿計(jì)重力時(shí)，由B指向A若AB桿不計(jì)重力，而B(niǎo)C桿計(jì)重力時(shí)，由A指向B例題17：如圖ab桿與be桿用光滑鉸鏈鉸在b點(diǎn)，務(wù)自的另一端用光滑的鉸鏈固定在墻上，且ab呈水平狀態(tài)，若要考慮ab、be桿所受重力,則ab對(duì)be桿的作用力的方向可能是( )(A)I方向， (B)II方向，(C)III方向， (D)IV方向。例題18:如圖所示，有一豎直放置的圓心在O點(diǎn)的光滑大圓環(huán)，大圓環(huán)上套有兩個(gè)質(zhì)量可忽略的光滑的小圓環(huán)B和Co設(shè)有一光滑的輕繩穿過(guò)兩個(gè)小圓環(huán)，在輕繩的兩端A、D以及兩環(huán)之間E懸有三個(gè)重物。設(shè)兩小圓環(huán)在如圖所示位置(BO、CO分別與FO夾角為30。)時(shí)整個(gè)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，則三個(gè)重物質(zhì)量mA、mD及加”間的比為( )ADE(A)1:1:1 (B)1:1:2(C)2:2:1 (D)1:2:1例題19:跳傘運(yùn)動(dòng)員打開(kāi)傘后經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，將在空中保持勻速降落，已知運(yùn)動(dòng)員和他身上的裝備總重量為G],圓頂形降落傘傘面的重量為G2,有8條相同的拉線一端與運(yùn)動(dòng)員相連(接線重力不計(jì))，另一端均勻分布在傘面邊緣上(圖中沒(méi)有把拉線都畫(huà)出來(lái))，每A．v3G112B.A．v3G112B.亙12c.例題20：a、b為兩重桿，上端鉸于屋頂上，中間用彎成弧形有輕桿e相連，e和a、b間均用光滑鉸鏈連接，則輕桿e的受力情況是( )例題21：如圖所示為上海浦東國(guó)際機(jī)場(chǎng)候機(jī)樓的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化圖。這種設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是，利用兩側(cè)斜壁向外傾倒的趨勢(shì)，將鋼索拉緊，而拉緊的鋼索能承重，從而將屋面托住?，F(xiàn)假設(shè)一面斜壁質(zhì)量為m,分布均勻，在地面處有一固定轉(zhuǎn)軸OO',斜壁可繞OO'軸轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)斜壁與地面夾角為60°,斜壁上端所有鋼索的總拉力為F，與斜壁夾角為30°。設(shè)兩側(cè)斜壁結(jié)構(gòu)相同且對(duì)稱，屋面通過(guò)短鋼