高中物理力的平衡相似三角形

1、專題 圖解法與相似三角形法隔離法與整體法平衡物體的臨界、極值問題一、圖解法與相似三角形法圖解法：就是通過平行四邊形的鄰邊和對角線長短的關(guān)系或變化情況，做一些較為復(fù)雜的定性分析，從圖形上一下就可以看出結(jié)果，得出結(jié)論。圖解法具有直觀、便于比較的特點，應(yīng)用時應(yīng)注意以下幾點：明確哪個力是合力，哪兩個力是分力；哪個力大小方向均不變，哪個力方向不變；哪個力方向變化，變化的空間范圍怎樣。例1、半圓形支架BAD上懸著兩細繩OA和OB，結(jié)于圓心O，下懸重為G的物體，使OA繩固定不動，將OB繩的B端沿半圓支架從水平位置逐漸移至豎直的位置C的過程中，OA繩和OB繩所受的力大小如何變化？練習：如圖，一傾角為的固定斜面

2、上有一塊可繞其下端轉(zhuǎn)動的擋板P，今在擋板與斜面間夾一個重為G的光滑球，試分析擋板P由圖示位置逆時針轉(zhuǎn)到水平位置的過程中，球?qū)醢宓膲毫θ绾巫兓?？相似三角形法：就是利用力的三角形與邊三角形相似，根據(jù)相似三角形對應(yīng)邊成比例求解未知量。例2、光滑的半球形物體固定在水平地面上，球心正上方有一光滑的小滑輪，輕繩的一端系一小球，靠放在半球上的A點，另一端繞過定滑輪后用力拉住，使小球靜止，如圖?，F(xiàn)緩慢地拉繩，在使小球沿球面由A到B的過程中，半球?qū)π∏虻闹С至和繩對小球的拉力T的大小如何變化？練習：為了用起重機緩慢吊起一均勻的鋼梁，現(xiàn)用一根繩索拴牢此鋼梁的兩端，使起重機的吊鉤鉤在繩索的中點處，如圖。若鋼梁的

3、長為L，重為G，繩索所能承受的最大拉力為Fm，則繩索至少為多長？（繩索重不計）二、隔離法與整體法-處理連結(jié)問題的方法整體法：以幾個物體構(gòu)成的系統(tǒng)為研究對象進行求解的方法。隔離法：把系統(tǒng)分成若干部分并隔離開來，分別以每一部分為研究對象，一部分、一部分地進行受力分析，分別列出方程，再聯(lián)立求解的方法。通常在分析外力對系統(tǒng)的作用時用整體法，在分析系統(tǒng)內(nèi)各物體或各部分之間的相互作用時用隔離法。有時需要兩種方法交叉使用。例3、如圖，半徑為R的光滑球，重為G，光滑木塊厚為h，重為G1，用至少多大的水平力F推木塊才能使球離開地面？練習：如圖，人重600N，水平木板重400N，如果人拉住木板處于靜止狀態(tài)，則人對

4、木板的壓力為多大？（滑輪重不計）練習：兩重疊在一起的滑塊，置于固定的傾角為的斜面上，如圖，滑塊A、B的質(zhì)量分別為m1、m2,A與斜面間的動摩擦因數(shù)為1，B與A的動摩擦因數(shù)為2。已知兩滑塊從斜面由靜止以相同的加速度滑下，滑塊B受到的摩擦力為：A等于零B方向沿斜面向上C大小等于1m2gcosD大小等于2m2gcos三、平衡物體的臨界、極值問題平衡物體的臨界問題：某種物理現(xiàn)象變化為另一種物理現(xiàn)象的轉(zhuǎn)折狀態(tài)叫做臨界狀態(tài)。臨界狀態(tài)也可理解為“恰好出現(xiàn)”或“恰恰不出現(xiàn)”某種現(xiàn)象的狀態(tài)。平衡物體的臨界狀態(tài)是指物體所處的平衡狀態(tài)將要被破壞而尚未破壞的狀態(tài)。涉及臨界狀態(tài)的問題叫做臨界問題，解答臨界問題的基本思維

5、方法是假設(shè)推理法。例4：跨過定滑輪的輕繩兩端，分別系著物體A和B，物體A放在傾角為的斜面上，如圖。已知物體A的質(zhì)量為m，物體A與斜面間的動摩擦因數(shù)為(tan)，滑輪的摩擦不計，要使物體A靜止在斜面上，求物體B的質(zhì)量取值范圍。練習：如圖，不計重力的細繩AB與豎直墻夾角為60，輕桿BC與豎直墻夾角為30，桿可繞C自由轉(zhuǎn)動，若細繩承受的最大拉力為200N，輕桿能承受的最大壓力為300N，則在B點最多能掛多重的物體？平衡物體的極值問題：受幾個力作用而處于平衡狀態(tài)的物體，當其中某個力的大小或方向按某種形式發(fā)生改變時，為了維持物體的平衡，必引起其它某些力的變化，在變化過程中可能會出現(xiàn)極大值或極小值的問題。研究平衡物體的極值問題常用解析法和圖解法（如例1）。例5：拉力F作用于重為G的物體上使物體沿水平面勻速前進。如圖，若物體與地面間的動摩擦因數(shù)為，當拉力最小時，拉力F與地面間的夾角為多大？練習：如圖，將質(zhì)量為M的木塊，分成質(zhì)量為m1、m2兩部分，并用細線連接，m1置于光滑水平桌面上，m2通過定滑輪豎直懸掛，m1和m2有何種關(guān)系才能使系統(tǒng)在加速運動