力、物体的平衡

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1、第四章物体的平衡【本章概要】本章研究的是力的基本概念以及物体的平衡状态和条件.本章内容是力学的基础，而且对其它部分的内容也有很大的关系.【知识结构简要】（请自己完成下面的表格）力的概念力重力弹力摩擦力滑动摩擦力静摩擦力物体的平衡共点力作用下物体的平衡平衡状态平衡条件有固定转动轴物体的平衡平衡状态平衡条件4.1力的概念力学中的三种常见力1.力的概念对于力的概念，应掌握力的定义、力的三要素（大小、方向、作用点）以及力的效应（产生形变或产生加速度）.并通过力学中常见的重力、弹力、摩擦力对力的概念有一个具体的认识，加深理解.特别需

2、要指出的是：力是物体对物体的作用，它是不能离开物体而独立存在的，当一个物体受到力的作用时，则必定有另一个物体来产生这一作用力,不存在没有受力物体或施力物体的“力”.同时，被作用的物体也会产生一个大小相等、方向相反的反作用力去作用于另一物体.2.关于重力应掌握:重力的三要素注意:物体所受的重力不是固定不变的：对于同一物体⑴纬度越高重力越大；⑵物体离地面越高重力越小.（另外需要指出的是：物体处于超重或失重状态时重力并没有改变）.3.关于弹力形变是产生弹力的必要条件，如果物体只是接触而没有互相挤压，就不会产生弹力.反过来，如果已

3、知两个物体之间没有弹力，则可以判断此两个物体之间没有发生挤压（这往往是判断两个物体分离的依据）.弹力总是跟两接触物体的接触面（公切面）垂直的.弹力方向的判断通常是受力分析的关键.弹力的方向可以通过建立模型来判定：⑴面面模型：可分为平面与平面、曲面与曲面.如右图所示⑵点面模型：可分为点与平面、点与曲面.如右图所示⑶轻绳模型：绳的质量、形变均可不计内部各点张力处处相等，受力沿绳方向，只能承受拉力.（请同学们自己分析弹簧模型、轻杆模型；并注意这三者的异同）.对于弹簧等一些形变容易观察的物体，我们可以通过形变有无、大小来判定弹力有

4、无、大小，也可以用胡克定律来计算弹力.当我们遇到物体形变很小不容易观察到，或物体形变不知道时，我们就要根据弹力产生加速度等的效果来判定，即根据物体受力情况及物体运动状态用平衡力或牛顿定律等判断.4.关于摩擦力摩擦力的产生条件：⑴两物体相互接触；⑵接触面之间有弹力；⑶接触的两物体之间有相对运动趋势（静摩擦力）或相对运动（滑动摩擦力）；⑷接触面是粗糙的.摩擦力（包括静摩擦力和滑动摩擦力）既有可能是物体运动的阻力，也有可能是物体运动的动力.滑动摩擦力：遵循滑动摩擦定律.静摩擦力：当外力F≤fm时，f静=F；当外力F＞fm时，物体

5、已开始滑动，静摩擦力变为滑动摩擦力.静摩擦力方向的判定：方法1：用假设法判断相对运动趋势.即先假设两接触面是光滑的，看物体间有无相对运动，若有，则存在相对运动趋势，反之，则没有.AB方法2：直接根据平衡条件或牛顿定律判定静摩擦力的方向.同学们可以自己分析下面的这个问题：一直角三角形劈A沿光滑斜面下滑，物体B放在A上且相对于A静止，如图所示，试判定A对B的静摩擦力的方向.4.2物体受力分析对物体进行受力分析是解力学问题的关键.物体受力分析一般用隔离法，具体方法如下：把研究对象从周围的物体中隔离出来，单独考虑它受到的别的物体的

6、作用力，而不考虑它对别的物体的作用力，并正确画出它的受力示意图.分析受力一般按重力、弹力、摩擦力的顺序。（当然，随着受力环境的不同，还要考虑浮力、电场力和磁场力.）【典型例题】4．1.用手握着一个圆柱体的玻璃杯，处于静止状态。如果将手握得更紧，手对玻璃杯的静摩擦力将，如果手的握力不变，而向杯中倒入一些水（杯仍处于静止状态），手对杯的静摩擦力将..ABθv4．2.如图所示，倾角为θ的三角形木块A静置于水平面上，A的质量为M另一质量为m的物体B沿粗糙斜面下滑，A保持不动.在下述三种情况下分析A受的力：⑴B匀速下滑；⑵B加速下滑

7、；⑶B减速下滑.4．3.物体在斜面上保持静止状态，则下述说法中错误的是A.重力可以分解为沿斜面向下的分力与对斜面的压力B.重力沿斜面向下的分力与斜面对物体的静摩擦力是一对平衡力C.重力对斜面的压力与斜面对物体的支持力是一对平衡力D.重力垂直于斜面方向的分力与斜面对物体的支持力是一对平衡力4．4如图所示用水平力F将物体压在竖直墙壁上，保持静止状态，物体所受的摩擦力的大小FA.随F的增大而增大B.随F的减少而减少C.等于物体重力的大小D.可能大于物体重力的大小4.3共点力作用下物体的平衡关于平衡在共点力作用下：平衡状态：物体保

8、持静止或匀速直线运动状态.平衡条件：合力为零.即F合=0AB或ΣFx=0ΣFy=0解题思路：⑴明确对象⑵分析受力⑶建立方程⑷解出方程⑸进行讨论【典型例题】OABA′B′.4．5.一个物体放在倾角θ=37°的斜面上时，用手推一下后恰能匀速下滑，则斜面与物体间的动摩擦因数为.4。6.倾角为θ的光滑斜面上放一