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《【5A文】共点力平衡问题的分析(动态平衡-连接体-临界问题).ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、物理北京版第5讲 共点力平衡问题的分析(动态平衡、连接体、临界问题)一、动态平衡问题解动态平衡问题两种常用的方法是①解析法和②图解法。知识梳理二、平衡中的连接体问题解决连接体问题两种常用的方法是①隔离法和②整体法。三、平衡中的临界问题解答临界问题的关键是①找到临界条件。1.如图所示,将重力为G的光滑小球用细绳拴在竖直墙壁上,当把绳的长度增长,则下列判断正确的是( )A.绳对球的拉力T和墙对球的弹力N均减小B.绳对球的拉力T增大,墙对球的弹力N减小C.绳对球的拉力T减小,墙对球的弹力N增大D.绳对球的拉力T和墙对球的弹力N均增大答案A
2、小球受力情况如图甲所示,设绳与墙夹角为θ。因小球处于平衡状态,所以任意两个力的合力均与第三个力大小相等、方向相反。如图乙所示,根据平行四边形定则将力G与N合成,则在△OGF中有tanθ=,所以N=Gtanθ,T=,故当绳变长时,θ减小,N、T均减小。A正确。甲 乙2.(2014北京东城期末,3)如图所示,在粗糙水平地面上放一质量为M的斜面,质量为m的木块沿斜面匀速下滑,此过程中斜面保持静止,则( )A.地面对斜面有水平向右的摩擦力B.地面对斜面有水平向左的摩擦力C.地面对斜面的支持力等于(M+m)gD.地面对斜面的
3、支持力小于(M+m)g答案C 木块匀速下滑,木块与斜面整体受力平衡。对木块与斜面整体受力分析,其受重力、支持力且FN=(M+m)g,A、B、D错误,C正确。3.如图所示,轻绳OA、OB一端分别固定于天花板上的A、B两点,轻绳OC一端悬挂一重物。已知OA、OB、OC能承受的最大拉力分别为150N、100N、200N。问悬挂的重物的重力不得超过多少?答案173.2N解析设重物重力G较小,三绳所受拉力均没有超过其所能承受的最大拉力。分析结点O受力情况如图所示。根据共点力平衡可得:FC=G①FA=G②FB=G③考虑到FC≤200N,FA≤150
4、N,FB≤100N。由①~③分别解得G1≤200N,G2≤173.2N,G3≤200N所以应有G≤173.2N。考点一 动态平衡问题所谓动态平衡问题,是指通过控制某些物理量,使物体的状态发生缓慢变化,而在这个过程中物体又始终处于一系列的平衡状态。解决此类问题的常用方法有解析法和图解法。1-1(2014北京朝阳期中,12)如图所示,光滑小球用细绳系住,绳的另一端固定于O点。现用水平力F缓慢地拉动斜面体,小球在斜面上滑动,细绳始终处于绷紧状态。小球从图示位置开始到离开斜面前,斜面对小球的支持力FN以及绳对小球拉力FT的变化情况是( )深化
5、拓展A.FN保持不变,FT不断减小B.FN不断减小,FT不断增大C.FN保持不变,FT先减小后增大D.FN不断减小,FT先减小后增大答案D 先对小球进行受力分析,其受重力G、支持力FN和绳的拉力FT,由图可知,在斜面向右移动的过程中,斜面的支持力FN不断变小,绳的拉力FT先减小后增大,故D正确。A、B、C错误。1-2(多选)如图所示,将两个质量均为m的小球a、b用细线相连悬挂于O点,用力F拉小球a,使整个装置处于平衡状态,且悬线Oa与竖直方向的夹角为θ=30°保持不变,则F的大小不可能为( )A.mgB.mgC.mgD.mg答案AB
6、对小球a受力分析,受重力mg、两绳的拉力和F共四个力作用,如图所示,根据共点力平衡条件,当F与绳Oa垂直时,F有最小值Fmin=2mgsin30°=mg,选项A、B正确。考点二 连接体问题受力分析时若不涉及物体间内部相互作用,一般用整体法,即以整体为研究对象;反之,若研究物体间内部的相互作用,则要用隔离法,选取研究对象的原则是受力较少的隔离体。2-1在粗糙水平面上放着一个三角形木块abc,在它的两个粗糙斜面上分别放有质量为m1和m2的两个物体,m1>m2,如图所示,若三角形木块和两物体都是静止的,则粗糙水平面对三角形木块( )A.有摩
7、擦力的作用,摩擦力的方向水平向右B.有摩擦力的作用,摩擦力的方向水平向左C.有摩擦力的作用,但摩擦力的方向不能确定,因m1、m2、θ1、θ2的数值均未给出D.以上结论都不对答案D (整体法)由于三角形木块和斜面上的两物体都静止,可以把它们看成一个整体,如图所示,竖直方向受到重力(m1+m2+M)g和支持力FN的作用处于平衡状态,水平方向无任何滑动趋势,因此不受地面的摩擦力作用。考点三 临界问题一种物理现象变化为另一种物理现象的转折状态叫做临界状态。平衡物体的临界状态是指物体所处的平衡状态将要被破坏而尚未被破坏的状态。解决平衡物体的临界问
8、题的关键是找到临界条件。3-1 如图所示,质量为m的物体放在水平地面上,物体与地面间的动摩擦因数为μ。现施以与水平方向成α角且斜向上的拉力F,为使物体能沿水平面做匀速运动,当α取何值时,力F最小?此最小值为
