二輪復(fù)習(xí)重力場(chǎng)中物體的平衡

1、重力場(chǎng)中物體的平衡重力場(chǎng)中物體的平衡劉立東劉立東學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)：一一.加深對(duì)力與物體平衡知識(shí)的認(rèn)識(shí)。加深對(duì)力與物體平衡知識(shí)的認(rèn)識(shí)。二二.建立物體受力和物體平衡的關(guān)系建立物體受力和物體平衡的關(guān)系圖景。圖景。三三.提高應(yīng)用物體的平衡知識(shí)解決實(shí)提高應(yīng)用物體的平衡知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。際問(wèn)題的能力。復(fù)習(xí)導(dǎo)航：復(fù)習(xí)導(dǎo)航： 本知識(shí)點(diǎn)是力學(xué)的基礎(chǔ)，是貫穿于整個(gè)本知識(shí)點(diǎn)是力學(xué)的基礎(chǔ)，是貫穿于整個(gè)物理學(xué)的核心內(nèi)容。對(duì)物體進(jìn)行受力分析物理學(xué)的核心內(nèi)容。對(duì)物體進(jìn)行受力分析 是是解決力學(xué)問(wèn)題的關(guān)鍵，共點(diǎn)力作用下物體的解決力學(xué)問(wèn)題的關(guān)鍵，共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件更是廣泛應(yīng)用于力、熱、光、電等平衡條件更是廣泛應(yīng)用于

2、力、熱、光、電等各部分內(nèi)容之中。高考中多以選擇、填空形各部分內(nèi)容之中。高考中多以選擇、填空形式出現(xiàn)。本知識(shí)點(diǎn)與其它知識(shí)相結(jié)合的綜合式出現(xiàn)。本知識(shí)點(diǎn)與其它知識(shí)相結(jié)合的綜合性試題近三年復(fù)現(xiàn)率為性試題近三年復(fù)現(xiàn)率為100%。1.處理平衡問(wèn)題的基本思路處理平衡問(wèn)題的基本思路:確定平衡狀態(tài)（加速度確定平衡狀態(tài)（加速度為為 ）巧選研究對(duì)象（整體法或隔離法）巧選研究對(duì)象（整體法或隔離法）受受力分析力分析建立平衡方程建立平衡方程求解或作討論求解或作討論.2.常用的方法有常用的方法有:在判斷彈力或摩擦力是否存在以及確在判斷彈力或摩擦力是否存在以及確定方向時(shí)常用定方向時(shí)常用 法法.3.求解平衡問(wèn)題常用求解平衡問(wèn)題

3、常用:正交分解法、力的合成法（在三正交分解法、力的合成法（在三個(gè)共點(diǎn)力作用下的平衡個(gè)共點(diǎn)力作用下的平衡,任意兩個(gè)力的合力必與第三任意兩個(gè)力的合力必與第三個(gè)力等大反向）、矢量三角形法和個(gè)力等大反向）、矢量三角形法和 法法（分析動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題）（分析動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題）.方法點(diǎn)撥方法點(diǎn)撥假設(shè)假設(shè)相似三角形相似三角形零零學(xué)案學(xué)案 重力場(chǎng)中物體的平衡重力場(chǎng)中物體的平衡 類型一類型一 力的三角形法力的三角形法例例1 用與豎直方向成用與豎直方向成 角的傾斜輕角的傾斜輕繩子繩子a a和水平輕繩子和水平輕繩子b b共同固定一共同固定一個(gè)小球，這時(shí)繩個(gè)小球，這時(shí)繩b b的拉力為的拉力為F F1.現(xiàn)在現(xiàn)在保持小球在原位置

4、不動(dòng)，使繩子保持小球在原位置不動(dòng)，使繩子b b在在原豎直平面內(nèi)，逆時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)原豎直平面內(nèi)，逆時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò) 角固定，繩角固定，繩b b拉力變拉力變?yōu)闉镕 F2;再轉(zhuǎn)過(guò)再轉(zhuǎn)過(guò) 角固定，繩角固定，繩b b拉力變?yōu)槔ψ優(yōu)镕 F3,如圖如圖2所示所示.則則（）A.F F1F F2F F2C.F F1=F F3（M+m）gC.Ff1=0，F(xiàn)f2=0D.FN1=FN2=（M+m）g解析解析 在沒有施加電場(chǎng)的情況下物體沿斜面體勻速下在沒有施加電場(chǎng)的情況下物體沿斜面體勻速下滑時(shí)，系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，所以滑時(shí)，系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，所以FN1=（M+m）g,Ff1=0.施加平行斜面向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)后，物體受到電施加平行斜面向

5、上的勻強(qiáng)電場(chǎng)后，物體受到電場(chǎng)力作用而沿斜面減速下滑，但斜面體對(duì)物體的作場(chǎng)力作用而沿斜面減速下滑，但斜面體對(duì)物體的作用力大小、方向仍與沒有施加電場(chǎng)前的相同，即物用力大小、方向仍與沒有施加電場(chǎng)前的相同，即物體對(duì)斜面體的作用力大小、方向仍不變（大小仍等于體對(duì)斜面體的作用力大小、方向仍不變（大小仍等于mg，方向仍豎直向下），所以地面對(duì)斜面體的支持，方向仍豎直向下），所以地面對(duì)斜面體的支持力力FN2仍等于系統(tǒng)的重力，斜面體在水平方向上沒有仍等于系統(tǒng)的重力，斜面體在水平方向上沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，即地面對(duì)斜面體的靜摩擦力相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，即地面對(duì)斜面體的靜摩擦力Ff2仍為零仍為零.答案答案 CD預(yù)測(cè)預(yù)測(cè)3 （20

6、09徐州市三模）如圖徐州市三模）如圖7所所示，斜劈示，斜劈A A置于水平地面上，滑塊置于水平地面上，滑塊B B恰恰好沿其斜面勻速下滑好沿其斜面勻速下滑.在對(duì)在對(duì)B B施加一個(gè)豎施加一個(gè)豎直平面內(nèi)的外力直平面內(nèi)的外力F F后，后，A A仍處于靜止?fàn)顟B(tài)，仍處于靜止?fàn)顟B(tài)，B B繼續(xù)沿斜面下滑繼續(xù)沿斜面下滑.則以下說(shuō)法中正確的是則以下說(shuō)法中正確的是 （ ）圖圖7A.若外力若外力F F豎直向下，則豎直向下，則B B仍勻速下滑，地面對(duì)仍勻速下滑，地面對(duì)A A無(wú)靜無(wú)靜摩擦力作用摩擦力作用B.若外力若外力F F斜向左下方，則斜向左下方，則B B加速下滑，地面對(duì)加速下滑，地面對(duì)A A有向有向右的靜摩擦力作用右的

7、靜摩擦力作用C.若外力若外力F斜向右下方，則斜向右下方，則B減速下滑，地面對(duì)減速下滑，地面對(duì)A有向有向左的靜摩擦力作用左的靜摩擦力作用D.無(wú)論無(wú)論F沿豎直平面內(nèi)的任何方向，地面對(duì)沿豎直平面內(nèi)的任何方向，地面對(duì)A均無(wú)靜均無(wú)靜摩擦力作用摩擦力作用解析解析 滑塊滑塊B B能勻速下滑，則能勻速下滑，則A A、B B之間的動(dòng)摩擦因數(shù)之間的動(dòng)摩擦因數(shù) =tan ，其中，其中 為斜面為斜面A A的傾角的傾角.若外力若外力F F豎直向豎直向下，仍然會(huì)有（下，仍然會(huì)有（m mB Bg g+F F）sin = （m mB Bg g+F F）cos ，所以所以B B仍會(huì)勻速下滑；設(shè)仍會(huì)勻速下滑；設(shè)B B對(duì)對(duì)A A的

8、壓力大小為的壓力大小為F FN N、 摩擦力大小為摩擦力大小為F Ff f,則有則有F Ff f= F FN N, F FN N、F Ff f在水平方向在水平方向的分力大小分別為的分力大小分別為F FN Nsin 、F Ffcos ，結(jié)合前面的兩，結(jié)合前面的兩個(gè)等式可知個(gè)等式可知F FN Nsin =F Ffcos ,即即A A在水平方向無(wú)運(yùn)動(dòng)在水平方向無(wú)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，所以無(wú)論趨勢(shì)，所以無(wú)論F F沿豎直平面內(nèi)的任何方向，地面對(duì)沿豎直平面內(nèi)的任何方向，地面對(duì)A A均無(wú)靜摩擦力作用均無(wú)靜摩擦力作用.所以選所以選A、D項(xiàng)項(xiàng).答案答案 AD類型四類型四 繩栓接物體的平衡問(wèn)題繩栓接物體的平衡問(wèn)題例例4 （2

9、009濟(jì)南市模擬）如圖濟(jì)南市模擬）如圖8所示，所示，ACBACB是一光滑、足夠長(zhǎng)的、是一光滑、足夠長(zhǎng)的、固定在豎直平面內(nèi)的框架，其中固定在豎直平面內(nèi)的框架，其中CACA、CBCB邊與豎直方向的夾角均為邊與豎直方向的夾角均為 .P P、Q Q兩個(gè)輕質(zhì)小環(huán)分別套在兩個(gè)輕質(zhì)小環(huán)分別套在CACA、CBCB上，兩根細(xì)繩的一端分別系在上，兩根細(xì)繩的一端分別系在P P、Q Q環(huán)上，另一端和一繩套系在一起，結(jié)點(diǎn)為環(huán)上，另一端和一繩套系在一起，結(jié)點(diǎn)為O O.將質(zhì)量將質(zhì)量為為m m的鉤碼掛在繩套上，的鉤碼掛在繩套上，OPOP、OQOQ兩根細(xì)繩拉直后的兩根細(xì)繩拉直后的長(zhǎng)度分別用長(zhǎng)度分別用l l1、l l2表示，若表示，若l l1 l l2=2 3，則兩繩受到的，則兩繩受到的拉力之比拉力之比F FT1 F FT2等于等于 （ ）A.1 1B.2 3C.3 2D.4 9圖圖8解析解析 如右圖所示平衡時(shí)，兩