第2讲海风教育自主招生物理讲义-静力学.docx

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1、第2讲静力学一、共点力作用下物体的平衡1．平衡包括静止(不是瞬时速度为零)和匀速直线运动两种状态。2．平衡条件：合力为零。如果是三个力作用下的平衡问题，可以由任两个力的合力同第三个力等值反向作平行四边形求解．若平行四边形中有直角三角形，根据函数关系或勾股定理列方程．如果平行四边形中无直角三角形，则可由正弦定理或相似三角形的相似比相等列方程．如果是三个以上共点力的平衡问题，可由正交分解法列方程，当然有时也可将同一方向的几个力先合成为一个力，或者将不同方向的力先合成为一个力，如同一点的弹力和摩擦力可合成为一个力(俗称全反力)．二、有固定转动轴物体的平衡1．力臂：转轴

2、到力的作用线的垂直距离．2．平衡条件：对转轴的合力矩为零．3．力矩是矢量，效果是使物体的转动状态发生改变，即使角速度变化．4．对力臂不方便找的力矩平衡问题，有时也可以先分解力，再求各分力的力矩和作为该力的力矩．三、一般物体的平衡1．平衡条件：所有力的合力为零；对任意轴的合力矩为零．一般情况：2．物体的重心物体的重心是物体各部分所受重力的合力(即物体的重力)的作用点。均匀物体的重心在它的几何中心上。由此可见，物体的重心有可能不在物体上，而在它附近空间中的某一个点上。只要物体的物质分布情况确定，物体的重心与物体各部分的相对位置就确定了，所以无论物体(刚体)怎样运动，

3、其重心对物体(刚体)的位置总保持不变。此结论在实际生活中常常用到。设物体各部分的质量分别为，凡各部分重力的作用点在Oxy坐标系中的坐标分别是，则物体的重心坐标为可表示为例1．如图所示，已知，物体A、B、C及地面间的动摩擦因数均为，轴与滑轮间的摩擦可忽略，轻绳两端分别与A、C两物体相连接，若要用力将C物体匀速拉动，则所需要加的水平拉力为多大?(8N)例2．如图所示，矩形均匀薄板长AC=60crn，宽CD=10cm，重为G，在B点用细线悬挂，板处于平衡状态，当AB=35cm时，则悬线和板边缘CA的夹角为(B)。A．B．C．D．条件不足，无法确定例3．如图所示，在竖直

4、放置的穹形光滑支架上，一根不可伸长的轻绳通过轻质滑轮悬挂一重物G．现将轻绳的一端固定于支架上的A点，另一端从B点沿支架缓慢地向C点靠近（C点与A点等高）．则绳中拉力大小变化的情况是（）A．先变小后变大B．先变小后不变C．先变大后不变D．先变大后变小【答案】C当轻绳的右端从B点移到直杆最上端时，设两绳的夹角为2θ．以滑轮为研究对象，分析受力情况，根据平衡条件得得到绳子的拉力所以在轻绳的右端从B点移到直杆最上端时的过程中，θ增大，减小，则F变大．当轻绳的右端从直杆最上端移到C点时，设两绳的夹角为．设绳子总长为L，两直杆间的距离为S，由数学知识得到,L、S不变，则α保

5、持不变．再根据平衡条件可知，两绳的拉力F保持不变．所以绳中拉力大小变化的情况是先变大后不变．故选C例4．图所示为四种悬挂镜框的方案，设墙壁光滑，镜框重心位置在镜框的正中间，指出图中可能实现的方案是(B)。例5．如图所示，在竖直平面的固定光滑圆轨道的最高点有一个光滑的小孔，质量为m的小环套在圆轨道上，用细线通过小孔系在环上，缓慢拉动细线，使环沿轨道上移，在移动过程中拉力F和轨道对小环的作用的大小变化情况是(C)。A．F不变，增大B．F不变，不变C．F减小，不变D．F增大，不变例6.如图所示，在墙角有一根质量为m的均匀绳，一端悬于天花板上的A点，另一端悬于竖直墙壁上

6、的B点，平衡后最低点为C点，测得绳长AC=2BC，且绳在B端附近的切线与墙夹角为，则绳在最低点C处的张力和在A处的张力分别是多大?（）例7．长均为L、质量均为m的两根均匀直杆A、B，它们的上端用光滑铰链铰接，悬挂于天花板上，在距离两杆下端点均为寺处，用光滑铰链M、N与弯杆C铰接，A、B两杆被弯杆C撑开的角度为，弯杆C和铰链的质量均不计，如图所示，则可知弯杆对杆A的作用力大小F为(C)。A．B．C．D．例8．有一块均匀木板AC长为，重为，A端用铰链固定在地面上。现用长为、重为的撬棒把木板支起达平衡位置，如图所示，假定木板与撬棒的接触是光滑的，地面足够粗糙，图中，，

7、，作用于撬棒端点D的外力F至少为多大?（）例9．如图所示是一种钳子，O是它的转动轴，在其两手柄上分别加大小恒为F、方向相反的两个作用力，使它钳住长方体工件M，工件的重力可忽略不计，钳子对工件两侧的压力大小都为N。若加一沿虚线方向的力拉工件，则以下说法中正确的是(AD)。A．向左拉工件时压力N将增大B．向右拉工件时压力N将增大C．要将工件拉出，向左拉比向右拉容易D．要将工件拉出，向右拉比向左拉容例10．A、B为相同的两物块，如图所示铰接于M、N、P三处。M、N在同一水平面上，A、B的重量不计。顶边水平，且各长3m；侧边竖直，高4m。今在B的右边中点处加水平力F=3

8、6N，那么，B对铰链P的