第04课时共点力作用下物体的平衡正交分解法.doc

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1、第四课时共点力作用下物体的平衡正交分解法概念规律:1.共点力:力的作用线相交于同一点的力2.物体在共点力作用下的平衡状态:保持静止(v=0,a=0)或匀速直线运动(即v≠0,a=0)3.共点力作用下物体的平衡条件:。4.正交分解法:将力沿两个互相垂直的方向进行分解的方法。用此法表示共点力的平衡条件为5.几个推论:①当物体平衡时,物体所受的某个力必定与余下的其他力的合力平衡(等大反向)②三力汇交原理:物体在作用线共面的三个非平行力的作用下处于平衡状态时,这三个力的作用线必相交于同一点(即此三力必是共点力)。方法技巧:1.共点力作用下物体

2、平衡问题的一般求解方法是正交分解法,物体受力的个数越多,越显示出其优越性。F1F2F3θ1θ2θ32.用正交分解法解题,选择互相垂直的两方向时,应以需要分解的力的个数最少为原则,否则会增加解题麻烦。3.拉密原理:如果物体在三个共点力作用下处于平衡状态,那么各力的大小分别与另外两力所夹角的正弦成正比。即有:例题:【例1】下列说法错误的是:α300图1-20A.竖直上抛物体达最高点时,物体处于平衡状态B.做匀速圆周运动的物体,处于平衡状态C.单摆通过平衡位置时,摆球处于平衡状态D.弹簧振子通过极端位置时,振子处于平衡状态【例2】如图1-2

3、0所示,小球被轻质细绳系住吊放在光滑的斜面上,设小球质量m=1kg,斜面倾角,悬线与坚直方向夹角,斜面固定,求悬绳对小球拉力和斜面对小球的支持力的大小。θθF1F2图1-21【例3】质量为m的物体放在倾角为的斜面上,设,物体与斜面间的动摩擦因数,一力F1沿斜面向上作用于物体,和另一个沿水平方向作用于物体的力F2产生的效果相同,均使物体匀速上滑,如图1—21所示,:等于多少?300ABCD图1-22【例4】如图1—22所示,木板AB的重力不计,A端用铰链与墙壁连接,木板与墙壁的夹角,CB为水平绳。圆柱体重为G,D为AB的中点,求木板A端

4、所受的力。6001500FFTTTFN1/[析与解]:先以圆柱体为研究对象,它受到的力有重力G,板的弹力FN1、墙的弹力FN2,其受力图为右上图,由拉密定理有:6001500FFTFN1‘解得再以AB板为研究对象,它受到A处铰链的作用力F、D处圆柱体的压力F‘N1、B处水平绳的拉力FT三个力作用,由三力交汇原理知,这三个力的作用线必交于同一点,从而得F的方向,因此作其受力图为右下图,由拉密原理有:1500FN1FN2GF的方向与板AB成600(或与水平成600角)斜向左上方。练习题:1.一个物体受到不在一条直线上的三个共点力作用处于静

5、止状态,这三个力的大小分别为F1=150N,F2=200N,F3=300N,下列说法中错误的是:A.如果这三个力的大小各减小50N,方向不变,则物体仍保持静止。B.如果这三个力方向不变,而大小各减小一半,物体仍处于静止状态C.如果三个力大小不变,而它们的方向都沿顺时针方向转过30°,物体仍静止。D.如果F1减小为零,其余二力不变,物体沿F1的相反方向加速运动。Fαm图1-232.如图1—23所示,质量为m的物体,置于粗糙的水平面上,用一与水平方向夹角为的力F恰使物体匀速前进,则下列说法正确的是:()A.物体所受的摩擦力大小为B.物体所

6、受的重力、支持力、摩擦力的合力与F等值反向C.物体所受的摩擦力与F的合力大小为,方向竖直向上D.地面对物体的支持力与重力的合力大小为,方向竖直向上θOPABQF图1-25F1F2图1-243.如图1—24所示,一个准确的弹簧秤,置于水平粗糙的地面上,用水平力=5N拉在秤钩上,另一端用=5.1N的水平力拉住,弹簧秤处于静止状态.则弹簧秤受到的摩擦力大小是N,方向,弹簧秤的示数为N.4.图1—25所示,水平放置的两个固定的光滑硬杆OA和OB成角,在两杆上各套轻环P、Q,两环用轻绳相连,现用恒力F沿OB杆方向向右拉环Q,当两环稳定时绳的拉力

7、为多少?BACα图2-26F5.(2001年全国)如图1-26,质量为m,横截面为直角三角形的物块ABC,∠ABC=α,AB边靠在竖直墙面上,F是与斜面BC垂直的推力,现物块静止不动,则摩擦力的大小为________________。450600abdc甲乙图1-276.如图1—27所示,均为轻绳,甲乙物体处于静止状态,水平,且与天花板平行,其它角度如图,则甲、乙两物体的质量比。AB图1-287.如图1—28所示,A、B是两块质量均为m的木块,它们之间、B与地面之间的摩擦系数均为,现对A施加一水平向右的拉力F,可使A向右、B向左作匀速

8、直线运动,若滑轮摩擦不计,则F的大小为。MNcab图1-29R8.(2002年广东)如图1-29,a、b、c为三物块,M、N为两轻质弹簧,R为跨过光滑滑轮的轻绳,它们连接如图并处于平衡状态,则()A.有可能N处于拉伸状态

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