高中物理竞赛专题《静力学》

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1、1第一章静力学第一讲力和力矩2一、力：（一）力的种类1、重力：地球对物体的吸引而产生；大小为mg，实质为地球引力的分力。等效作用点叫重心。（1）规则形状密度均匀物体：重心在几何中心。（2）不规则形状物体：悬挂法，分割法。3注：重力一般在近地表面，小范围运动时使用。远地、大范围运动用万有引力。区别与联系图42、弹力（作用点在接触点或接触面上）（1）支持力与压力：总垂直接触面，指向被支持或被压物体。（2）绳的拉力：总沿绳方向，指向绳收缩方向。总：不论接触面是静止还是运动，受力方向都如此。例：（3）杆的弹

2、力：沿杆或垂直杆都有可能。5（4）弹簧弹力：胡克定律F=kx两弹簧串联：两弹簧并联：K=k1+k2k1k2k1k2两种典型弹簧系统实质：F为使弹簧系统产生形变的力、也可以认为是弹簧系统形变产生的弹力，x为弹簧系统的形变量。63、摩擦力静摩擦力：取决于相对运动趋势滑动摩擦力：取决于m、NNfFqq称为摩擦角摩擦力方向：总沿接触面与相对运动方向或相对运动趋势方向相反。7例1、画出下图中静止物体A的受力示意图，球面均光滑AAAA8例1：P51。9例2：在粗糙地面放置质量为m的物体，物体与地面的动摩擦因数位

3、m，要使物体在地面匀速滑行，需对物体施加一个外力，试求该外力最小为多少？方向如何？10例2：在粗糙地面放置质量为m的物体，物体与地面的动摩擦因数位m，要使物体在地面匀速滑行，需对物体施加一个外力，试求该外力最小为多少？方向如何？FGNfqqFGF’F’q11例3：有两个轻弹簧，劲度系数分别为k1、k2，如图所示连接，并在下面悬挂一重物G，滑轮质量不计，试求：（1）两个弹簧的伸长量分别为多少？（2）滑轮比未挂G时下降的距离为？（3）若把滑轮和两个弹簧组成的系统当作一个弹簧，该弹簧的劲度系数为？12TT

4、13（二）力的作用效果所有的力都可以实现相同的作用效果，即：可以改变物体的运动状态，或改变物体的形状。14二、力矩：力和力臂的乘积OLFOFL’力臂：力的作用线到转动轴的距离力矩单位：N·m，为矢量。顺时针或逆时针方向。力矩的效果：决定物体的转动状态15合力矩的计算：所有顺时针力矩相加，减去所有逆时针力矩。若差值为正，说明合力矩为顺时针方向；若差值为负，说明合力矩为逆时针方向；若为零，说明合力矩为零。合力矩为零：物体处于不转动或匀速转动状态。16例4、如图所示，重球置于一光滑木板AB和光滑竖直墙壁之

5、间，木板AB重力不计，可绕固定光滑铰链A转动，在B端施一始终竖直向上的力F，使B端缓慢落下，直至AB成水平位置，这个过程中，分析力F的大小如何变化，力F的力矩M如何变化？FBA17FqGN1N2N2P101、L为杆长，R为球半径18例5、如图所示，两根均匀杆AB和CD，长均为L，重均为G，AB杆的A端用铰链固定在墙上，其B端与CD杆的C端用铰链连接在一起，使两根杆均可在竖直平面内转动，现于杆上某点施一竖直向上的力，使AB杆和CD杆都保持水平，那么施力的作用点到A端的距离为多少？所施力的大小又为多少？

6、FABCD19整体分析：G总Fx对CD分析：FG3、解：距A20例6、有六个完全相同的刚性长条薄片AiBi（i=1，2…6），其两端下方各有一个小突起，薄片及突起的重力均可不计，现将六个薄片架在一只水平的碗口上，使每个薄片一端的小突起Bi搭在碗口上，另一端的小突起Ai位于其下方薄片的正中，由正上方俯视如图，若将一质量为m的质点放在薄片A6B6上的一点，这一点与此薄片中点的距离等于它与小突起A6的距离，求薄片A6B6中点A1所受的压力21N设A1压力为N2N4N8N16N32NA4A1A3A5A2A6

7、4、解：22再见23第一章静力学第二讲物体的平衡24一、平衡1.定义：物体保持静止或匀速直线运动状态或匀速转动状态叫平衡态2.条件：合力为零，合力矩为零25⑴合力为零：①在任意方向合力都为零；②这些力首尾相连可构成封闭多边形。③其中任意一个力的大小都等于剩余力的合力，方向与其相反。26⑵合力据为零：顺时针力矩之和与逆时针力矩之和相等，计算过程中，转动轴可自由选择。三个力汇交原理：合力为零所以可构成三角形，合力矩为零所以共点。27例1：如图所示，横杆质量为m，绳AB一端固定在墙上，另一端与横杆连接，杆

8、的左端通过铰链与墙壁连接，横杆水平放置，绳AB与杆的夹角为45度，求：铰链对杆的作用力大小和方向？AB45028AB450mgFN1N2对杆：与水平方向成450角向上29AB450mgFNmgFN30例2：P115，8相关典型题型：P116，7P16例4P1911，13，1431q32qW0FNf不滑条件：方法1：33qW0NfFGx条件：34即：要使所有的G都成立的条件是：x大于等于表达式的最大值。即为P点到A点的距离。35qfx方法23637NNffGNfGN’f