高一物理 力平衡.doc

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1、非平衡多体第2讲　力和物体的平衡常考的3个问题(选择题)主要题型：选择题难度档次：低档或中档难度，是高考卷中的最基础考题．以平衡状态为主要背景，或涉及匀速运动，对物体作受力分析、进行力的合成分解的简单计算．,高考热点一、力的分类1．按性质分重力（万有引力）、弹力、摩擦力、分子力、电场力、磁场力……（按现代物理学理论，物体间的相互作用分四类：长程相互作用有引力相互作用、电磁相互作用；短程相互作用有强相互作用和弱相互作用。宏观物体间只存在前两种相互作用。）2．按效果分压力、支持力、拉力、动力、阻力、向心力、回复力……FGf3．按产生条件分

2、场力（非接触力，如万有引力、电场力、磁场力）、接触力（如弹力、摩擦力）。二、重力地球上一切物体都受到地球的吸引，这种由于地球吸引而使物体受到的力叫做重力。重力又可以叫做重量。大小G＝________，方向________．实际上重力G只是万有引力F的一个分力。对地球表面上的物体，万有引力的另一个分力是使物体随地球自转的向心力f，如图所示。由于f比G小得多（f与G的比值不超过0.35%），因此高考说明中明确指出：在地球表面附近，可以认为重力近似等于万有引力。物体各部分都要受到重力作用。从效果上看，我们可以认为各部分受到的重力作用都集中在

3、一点，这一点叫做物体的重心。重心可能在物体内，也可能在物体外。三、弹力1．弹力的产生条件弹力的产生条件是：两个物体直接接触，并发生弹性形变。2．弹力的方向⑴压力、支持力的方向总是垂直于接触面指向被挤压或被支持的物体。⑵绳对物体的拉力总是沿着绳收缩的方向。F2F1ABOP例1．如图所示，光滑但质量分布不均的小球，球心在O，重心在P，静止在竖直墙和桌角之间。试画出小球所受的弹力。解：由于弹力的方向总是垂直于接触面，在A点，弹力F1应该垂直于球面，所以沿半径方向指向球心O；在B点弹力F2垂直于墙面，因此也沿半径指向球心O。F1F2BA对于圆

4、球形物体，所受的弹力必然指向球心，但不一定指向重心。（由于F1、F2、G为共点力，重力的作用线必须经过O点，因此P、O必在同一竖直线上，P点可能在O的正上方（不稳定平衡），也可能在O的正下方（稳定平衡）。例2．如图所示，重力不可忽略的均匀杆被细绳拉住而静止在水平面上方，试画出杆所受的弹力。解：A端所受绳的拉力F1沿绳收缩的方向，即沿绳向斜上方；B端所受的弹力F2垂直于水平面，竖直向上。由此题可以看出：直杆两端所受的弹力并不一定沿杆的方向（与绳有区别）。从平衡的角度看，此杆受到的水平方向合力应该为零，而重力G和支持力F2在竖直方向，因此

5、杆的下端一定还受到水平面给的向右的静摩擦力f作用。3．弹力的大小对有明显形变的物体（如弹簧、橡皮条等），在弹性限度内，弹力的大小可以由胡克定律计算；对没有明显形变的物体，如桌面、绳子等物体，弹力大小则要由物体的受力情况和运动情况共同决定（这种力叫做被动力）。胡克定律可表示为（在弹性限度内）：F=kx，即弹簧弹力大小跟形变量大小成正比（形变量可以是伸长量也可以是压缩量）k叫做弹簧的劲度系数，简称劲度；还可以表示成ΔF=kΔx，即弹簧弹力的改变量和弹簧形变量的改变量也成正比，而且比例系数仍然是弹簧的劲度。弹簧的劲度k越大，弹簧就越“硬”。

6、（同样的力F作用下形变量Δx小）一根弹簧剪断成两根后，每根的劲度k都比原来的劲度大；两根弹簧串联后组成的新弹簧总劲度变小；两根弹簧并联后组成的新弹簧总劲度变大。例3．如右边左图所示，一根轻弹簧竖直地放在水平桌面上，下端固定，上端放一个重物。稳定后弹簧的长度为L。现将该轻弹簧截成等长的两段，将该重物也分为重量相等的两块，按右图连接好，稳定后两段弹簧的总长度为L´。则G1Δx2k2G2Δx1Δx1/Δx2/k1FG1G2k2k1A．L´=LB．L´>LC．L´

7、、下两段，则两段受的弹力大小都等于重物的重量。其下段的长度应该和右图下段的长度相同；而上段承受的压力是原来物体的总重量，其长度显然比右图上段的长度小（右图上段弹簧受的压力只有物体总重量的一半）。因此选B。其实本题可以把弹簧分成任意比例的两段，重物也可以分成任意比例的两部分，用同样的分析方法，得出的结论仍然应选B。例4．如图所示，两物体重量分别为G1、G2，两弹簧劲度分别为k1、k2，弹簧两端与物体和地面相连。用竖直向上的力F缓慢向上拉G2，使下面弹簧刚好恢复原长。求该过程F向上拉动的距离。解：关键是求两种状态下每根弹簧的形变量大小Δx

8、1、Δx2、Δx1´、Δx2´。无拉力F时：Δx1=(G1+G2)/k1，Δx2=G2/k2，（Δx1、Δx2均为压缩量）；加拉力F时Δx1´=0，Δx2´=G1/k2，（Δx2´为伸长量）因此F向上拉动的距离s=(Δx