全國中學(xué)生物理競賽課件力三角形判斷法.pps

準(zhǔn)靜態(tài)問題的力三角形判斷法,F1,F2,F,矢量求和圖解法則,矢量求差圖解法則,F1,F2,F,相加矢量首尾相接，和從第一個(gè)加數(shù)“尾”指向最后一個(gè)加數(shù)“頭”,相減兩矢量箭尾共點(diǎn)，差連接兩箭頭，方向指向“被減數(shù)”,摩擦角,FN,Ff,F約束力,由摩擦定律:,支持面作用力(約束力)與正壓力間的夾角稱為摩擦角,約束力方向總與約束面法向成tan-1 的角度.,2. 已知一個(gè)力大小方向，第二個(gè)力大小，判斷第三個(gè)力大小變化；,三力平衡時(shí)，三力構(gòu)成閉合三角形;只要作出各種可能的閉合力三角形，根據(jù)一簇力三角形的邊角變化，即可直觀地了解力的變化情況,1. 已知一個(gè)力大小方向，第二個(gè)力的方向，判斷二力大小變化；,3. 已知一個(gè)力大小方向，另二力方向變化有依據(jù)，判斷二力大小變化,原理：,F1,F2,F3,力三角形力判斷法,三類常見動態(tài)平衡判斷：,示例,示例,示例,例1 如圖所示，豎直桿AB在繩AC拉力作用下使整個(gè)裝置處于平衡狀態(tài)，若AC加長，使C點(diǎn)左移，AB仍豎直，且處于平衡狀態(tài)，那么AC繩的拉力T和桿AB受的壓力N與原先相比，下列說法正確的是 A. T增大，減小 B. T減小，增大 C. T和均增大 D. T和均減小,FT,FN,F,類型,三力中有一個(gè)力確定,即大小方向不變,另一個(gè)力方向確定,這個(gè)力的大小及第三個(gè)力的大小、方向變化情況待定.,不變力F為一系列可能的閉合三角形的公共邊,先作不變力F的有向線段；,從不變力箭頭起按方向確定力的方位作射線；,從確定力起點(diǎn)畫第三個(gè)力的有向線段將圖形封閉成三角形,例 如圖所示，用繩通過定滑輪牽引物塊，使物塊在水平面上從圖示位置開始沿地面做勻速直線運(yùn)動，若物塊與地面間的動摩擦因數(shù)1，滑輪的質(zhì)量及摩擦不計(jì)，則在物塊運(yùn)動過程中，以下判斷正確的是 . 繩子拉力將保持不變 B. 繩子拉力將不斷增大 C. 地面對物塊的摩擦力不斷減小 D. 物塊對地面的壓力不斷減小,作出一簇力三角形,45,mg,N,F,小試身手題1,如圖所示，用細(xì)繩通過定滑輪沿豎直光滑的墻壁勻速向上拉，則拉力F和墻壁對球的支持力N的變化情況是 A. F增大，N增大 B. F增大，N不變 C. F減小，N增大 D. F減小，N不變,本題答案:A,mg,TOA,TOB,本題答案:A,小試身手題2,如圖所示，用等長的細(xì)線OA、OB懸掛一重物，保持重物位置不變，使線的B端沿半徑等于OA的圓周向C移動，則在移動過程中OB線的拉力的變化情況是 A.先減小后增大 B.先增大后減小 C.總是減小 D.總是增大,F,Fa,Fb,本題答案:D,F,mg,N,本題答案:B,如圖所示，小球在光滑的墻與裝有鉸鏈的木板之間 ，當(dāng)使木板與墻的夾角增大時(shí)（90）,下列說法正確的是 A.小球?qū)δ景宓膲毫υ龃?B. 小球?qū)δ景宓膲毫p小 C.木板對小球的彈力可能小于小球的重力 D. 小球?qū)δ景宓恼龎毫S的力矩變大,小試身手題4,mg,FAO,FBO,本題答案:A,如圖所示，兩塊互相垂直的板AO、BO和水平面的夾角均為，板間放一光滑球，當(dāng)板AO不動，而BO繞兩板交線緩慢逆時(shí)針轉(zhuǎn)動時(shí)，球?qū)O板的壓力將 A.變大 B. 變小 C.先增大后減小 D. 先減小后增大,小試身手題5,mg,F約,Fmin,mg,F約,Fmax,返回,本題答案:A,例3 如圖所示，小球質(zhì)量m，用一細(xì)線懸掛現(xiàn)用一大小恒定的力F（Fmg）慢慢將小球拉起，在小球可能的平衡位置中，細(xì)線最大的偏角是多少？,mg,F,FT,類型,三力中有一個(gè)力確定,即大小方向不變,另一個(gè)力大小確定,這個(gè)力的方向及第三個(gè)力的大小、方向變化情況待定.,先作確定力mg的有向線段,力mg為一系列可能的閉合三角形的公共邊；,以不變力箭頭為圓心,表示大小確定力的線段長為半徑作圓；,從圓周上的點(diǎn)向表示確定力的有向線段的箭尾作第三力的有向線段.,由圖可知,在小球可能的平衡位置中,細(xì)線最大偏角為,例4 如圖所示，在驗(yàn)證力的平行四邊形定則實(shí)驗(yàn)中，用A、B兩只彈簧秤把像皮條上的結(jié)點(diǎn)拉到某一位置O，這時(shí)兩繩套AO、BO的夾角AOB小于90，現(xiàn)保持彈簧秤A的示數(shù)不變而改變其拉力方向使角減小，那么要使結(jié)點(diǎn)仍在位置O，就應(yīng)調(diào)整彈簧秤B的拉力大小及角，則下列調(diào)整方法中可行的是 A. 增大B的拉力、增大角 B. 增大B的拉力、角不變 C. 增大B的拉力、減小角 D. B的拉力大小不變、增大角,TA,TB,T,TA,TB,FAC,FBC,本題答案:C,小試身手題7,如圖所示，桿BC的B端鉸接在豎直墻上，另一端C為一滑輪重物G上系一繩經(jīng)過滑輪固定于墻上A點(diǎn)處，桿恰好處于平衡若將繩的A端沿墻向下移到 ，再使之平衡（BC桿、滑輪、繩的質(zhì)量及摩擦均不計(jì)），則 A.繩的拉力增大，BC桿受到的壓力增大 B.繩的拉力不變，BC桿受到的壓力減小 C.繩的拉力不變，BC桿受到的壓力增大 D.繩的拉力不變，BC桿受到的壓力不變,返回,例5 如圖所示，繩子a一端固定在桿上C點(diǎn)，另一端通過定滑輪 用力拉住，一重物以繩b掛在桿BC上，桿可繞B點(diǎn)轉(zhuǎn)動，桿、繩 質(zhì)量及摩擦不計(jì)，重物處于靜止若將繩子a慢慢放下，則下列 說法正確的是 A. 繩a的拉力FT減小，桿的壓力FN增大 B. 繩a的拉力FT 增大，桿的壓力FN 增大 C. 繩a的拉力FT 不變，桿的壓力FN 減小 D. 繩a的拉力FT 增大，桿的壓力FN 不變,類型,三力中有一個(gè)力確定,另二力方向變化有依據(jù), 這二力的大小變化情況待定.,自結(jié)點(diǎn)C先作表示確定力Fb的有向線段 ；,Fb,作表示繩、桿對C作用力的有向線段：方向沿繩a與沿桿BC，大小與Fb構(gòu)成閉合三角形；,FT,FN,找到與力三角形相似的幾何三角形及對應(yīng)邊：,由幾何邊長的變化判定對應(yīng)力大小的變化,例6 如圖所示，物體G用兩根繩子懸掛，開始時(shí)繩OA水平，現(xiàn)將兩繩同時(shí)順時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)過90，始終保持角大小不變，且物體始終靜止，設(shè)繩OA的拉力為T1，繩OB的拉力為T2，則在此旋轉(zhuǎn)過程中 A. T1先減小后增大 B. T1先增大后減小 C. T2逐漸減小 D. T2最終變?yōu)榱?G,T1,T2,不變,A,O,mg,FN,FT,mg,FN,FT,例7 如圖所示,一個(gè)表面光滑的半球固定在水平面上,其球心和正上方一定高度處固定一小滑輪,一根細(xì)繩一端拴一小球,置于球面上A點(diǎn),另一端繞過定滑輪,現(xiàn)緩慢地拉動細(xì)繩的一端,使小球從A點(diǎn)運(yùn)動到D點(diǎn),在此過程中,小球所受的球面支持力FN及細(xì)繩拉力FT的變化情況是 A. FN變大,FT變小 A. FN變小,FT變大 C. FN不變,FT變小 D. FN變大,FT不變,D,例8 如圖所示, 不可伸長的輕繩AO和BO下端共同系一個(gè)物體P，且繩長AOBO，A、B兩端點(diǎn)在同一水平線上，開始時(shí)兩繩剛好繃直，細(xì)繩AO、BO的拉力分別設(shè)為FA、F，現(xiàn)保持A、B兩端點(diǎn)在同一水平線上緩慢向兩側(cè)遠(yuǎn)離，在此過程中，兩繩上拉力大小隨點(diǎn)A、B間距離變化情況是 A. FA隨距離增大而一直增大 B. FA隨距離增大而一直減小 C. FB隨距離增大而一直增大 D. F隨距離增大而一直減小,O,A,B,小試身手題8,質(zhì)點(diǎn)B受力如圖所示,mg,FT,Fe,質(zhì)點(diǎn)B所受三力平衡,力三角形與對應(yīng)的幾何三角形相似，重力對應(yīng)PQ、FT對應(yīng)PB、Fe對應(yīng)QB.,本題答案:C,如圖所示，豎直絕緣墻壁上Q點(diǎn)固定一質(zhì)點(diǎn)A，在Q的正上方P點(diǎn)用絲線懸掛另一質(zhì)點(diǎn)BA、B兩質(zhì)點(diǎn)因帶電而互相排斥，由于漏電，使A、B兩質(zhì)點(diǎn)帶電量逐漸減少，在電荷漏完之前，懸線對質(zhì)點(diǎn)B的拉力大小變化情況是 A. 逐漸變大 B. 逐漸變小 C. 大小不變 D. 先變大后變小,G,T2,T1,本題答案:B,結(jié)點(diǎn)A所受三力平衡,力三角形與對應(yīng)的幾何三角形相似，與重力對應(yīng)的各幾何三角形豎直邊長為不變的一段；1對應(yīng)與繩平行的一段，T2對應(yīng)與桿平行的一段.,小試身手題,如圖所示，AB為輕質(zhì)桿，AC為細(xì)繩，在A點(diǎn)懸掛一重物G，將繩的固定點(diǎn)從C 逐漸向上移到 點(diǎn)，則繩的拉力T1和桿受的壓力T2發(fā)生的變化是 A.T1逐漸增大，T2逐漸減小 B. T1逐漸減小，T2逐漸減小 C.T1先逐漸減小，再逐漸增大，T2逐漸增大 D.T1先逐漸減小，再逐漸增大，T2逐漸減小,mg,T1,T2,本題答案:A,建筑工人常通過如圖所示的 安裝在樓頂?shù)囊粋€(gè)定滑輪，將建筑材料運(yùn)到 高處，為了防止建筑材料與墻壁相碰，站在 地面上的工人還另外用繩CD拉住材料，使它 與豎直墻面總保持距離l不計(jì)兩根繩的重力，在建筑材料上升的過程中，繩AB和繩 CD上的拉力T1和T2的大小變化 A. T1增大，T2增大 B. T1增大，T2不變 C. T1增大，T2減小 D. T1減小，T2減小,小試身手題10,l,O,mg,FN,FT,本題答案:AD,如圖所示，在懸點(diǎn)O處用細(xì)線拉著小球，使它靜止在半徑一定的半圓柱面上，現(xiàn)使半圓柱面從圖示位置起沿水平面緩慢向左移動一些距離，則 A. 小球?qū)χ娴膲毫υ龃?B. 細(xì)線對小球的拉力不變 C. 柱面對小球的支持力不變 D. 小球?qū)?xì)線的拉力減小,小試身手題11,如圖所示，一球被繩子懸掛起來，繩AO水平，當(dāng)小球被一水平力F向右緩慢拉起時(shí)，繩OC上張力將_；繩OA上張力將_；而繩OB上張力則_（填“變大”、“變小”或“不變”）,mg,TOC,增大,TOC,TOA,TOB,增大,不變,小試身手題12,mg,N,T,由圖知繩最小張力為:,小試身手題13,如圖所示，小球被細(xì)線吊著放在光滑的斜面上，小球質(zhì)量為m，斜面傾角為，在向左緩慢移動斜面的過程中，繩上張力最小值是_,mg,T,拉力F與水平方向夾角:,小試身手題14,如圖所示，在繩下端掛一物體，用力F拉物體使懸線偏離豎直方向角，且保持平衡，若保持角不變，當(dāng)拉力F與水平方向夾角_時(shí)，F(xiàn)有最小值,如圖所示，在水平放置、半徑為R的光滑圓弧槽內(nèi)，有兩個(gè)半徑均為R/3、重分別為G1、G2的小球A和B，平衡時(shí)槽面圓心O與A球球心連線與豎直方向的夾角多大？,小試身手題15,幾何三角形OAB為邊長2R/3的正三角形,分析兩球受力情況