人教版福建專用高三物理一輪復(fù)習(xí) 第2章第4課時(shí) 共點(diǎn)力作用下物體的平衡課件 魯科

1、第四課時(shí)共點(diǎn)力作用下物體的平衡12022/7/30 星期六22022/7/30 星期六1通過復(fù)習(xí)，知道什么是共點(diǎn)力，理解和掌握共點(diǎn)力作用下的平衡狀態(tài)及其條件2熟練應(yīng)用共點(diǎn)力平衡的條件及其推論分析解決有關(guān)平衡問題32022/7/30 星期六42022/7/30 星期六1共點(diǎn)力定義：如果幾個(gè)力同時(shí)作用在物體上的同一點(diǎn)，或者它們的作用線相交于同一點(diǎn)，我們就把幾個(gè)力叫做共點(diǎn)力2共點(diǎn)力的平衡(1)平衡狀態(tài)：物體保持勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止的狀態(tài)(2)共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件物體所受的合力為零，即F合0.52022/7/30 星期六 (3)共點(diǎn)力平衡的幾條重要推論物體在不共線的三個(gè)共點(diǎn)力作用下處于平衡狀態(tài)時(shí)，

2、表示這三個(gè)力的有向線段通過平移必構(gòu)成封閉的三角形物體在三個(gè)不平行的力的作用下處于平衡狀態(tài)時(shí)，這三個(gè)力必為共點(diǎn)力物體在多個(gè)共點(diǎn)力作用下處于平衡狀態(tài)時(shí)，其中任意一個(gè)力與其余力的合力等大反向62022/7/30 星期六(1)共點(diǎn)力平衡的條件是F合0而不是速度為零(2)在進(jìn)行一些平衡問題的定性分析時(shí)，利用共點(diǎn)力平衡的相關(guān)推論，可以使問題簡(jiǎn)化72022/7/30 星期六 1(2011年上海市靜安區(qū)期末檢測(cè))如圖所示，一只蝸牛沿著葡萄枝緩慢爬行，若葡萄枝的傾斜角為，則葡萄枝對(duì)重為G的蝸牛的作用力為(D)AGsin BGcos C小于G DG解析：蝸牛緩慢爬行，處于平衡狀態(tài)，運(yùn)動(dòng)過程中只受重力和葡萄枝的作用

3、力，故二力平衡，正確答案為D.82022/7/30 星期六2世界上最偉大的水利工程中國(guó)三峽水庫(kù)于2003年6月關(guān)閉泄洪閘門開始蓄水在安裝三峽大壩的泄洪閘門時(shí)，假設(shè)用兩條等長(zhǎng)的鋼索緩慢吊起，在如圖所示的四種方案中，哪一種方案鋼索受的拉力最大(B)解析：題圖中繩子的拉力與重力是共點(diǎn)力，閘門緩慢吊起，看作平衡狀態(tài)，由共點(diǎn)力平衡條件知，B方案中繩子拉力最大92022/7/30 星期六3一質(zhì)量為M的探空氣球在勻速下降，如圖所示，若氣球所受浮力F始終保持不變，氣球在運(yùn)動(dòng)過程中所受阻力僅與速率有關(guān)，重力加速度為g.現(xiàn)欲使該氣球以同樣速率勻速上升，則需從氣球吊籃中減少的質(zhì)量為(A)102022/7/30 星期

4、六112022/7/30 星期六對(duì)平衡狀態(tài)和平衡條件的理解及應(yīng)用1對(duì)平衡狀態(tài)的理解如果物體保持靜止或者做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則這個(gè)物體處于平衡狀態(tài)由此可見，平衡狀態(tài)分兩種情況：一種是靜態(tài)平衡，此時(shí)，物體運(yùn)動(dòng)的速度v0，物體的合外力F合0；另一種是動(dòng)態(tài)平衡，此時(shí)，物體運(yùn)動(dòng)的速度v0，但物體的合外力F合0.2共點(diǎn)力平衡條件的理解共點(diǎn)力平衡的條件是F合0，通常有如下三個(gè)方面：(1)若物體所受力都在同一直線上，則在一個(gè)方向上各力大小之和與另一方向上各力大小之和相等(2)若物體受不在同一直線上三個(gè)力作用時(shí)，可用合成法，任意兩個(gè)力的合力必與第三個(gè)力等大反向(3)若物體在多個(gè)力作用下，可用正交分解的方法，滿足Fx

5、0，F(xiàn)y0.122022/7/30 星期六3共點(diǎn)力平衡問題的解題方法和步驟(1)常見解題方法方法內(nèi)容分解法物體受到幾個(gè)力的作用，將某一個(gè)力按力的效果進(jìn)行分解，則其分力和其他力在所分解的方向上滿足平衡條件合成法物體受幾個(gè)力的作用，通過合成的方法將它們簡(jiǎn)化成兩個(gè)力，這兩個(gè)力滿足二力平衡條件正交分解法將處于平衡狀態(tài)的物體所受的力，分解為相互垂直的兩組，每一組力都滿足二力平衡條件圖解法對(duì)研究對(duì)象在狀態(tài)變化過程中的若干狀態(tài)進(jìn)行受力分析，依據(jù)某一參量(力的大小、角度大小)的變化，畫出力的平行四邊形，分析若干狀態(tài)下平行四邊形各參量的變化情況相似三角形法在共點(diǎn)力的平衡問題中，已知某力的大小及繩、桿等模型的長(zhǎng)度

6、、高度等，常用力三角形與幾何三角形相似的比例關(guān)系求解.132022/7/30 星期六正確地畫出完整的受力分析圖避免多力、漏力是解題的關(guān)鍵142022/7/30 星期六【例1】 如圖所示，質(zhì)量為m的小球用細(xì)線懸掛在O點(diǎn)，并置于傾角為的光滑斜面上，細(xì)線與豎直方向的夾角為，開始時(shí).試分析：(1)在斜面緩慢右移，逐漸減至0的過程中，小球受到的細(xì)線拉力和斜面的支持力如何變化？(2)它們的最小值分別是多少？152022/7/30 星期六思路點(diǎn)撥：由于斜面緩慢右移，所以可認(rèn)為小球始終處于平衡狀態(tài)；分析小球的受力情況，結(jié)合力的平行四邊形，利用圖解法分析邊長(zhǎng)的變化平行四邊形中最短邊長(zhǎng)代表力的最小值解析：小球受力

7、如圖所示，N與T的合力與mg等大反向，在逐漸減小的過程中，小球在三個(gè)共點(diǎn)力作用下始終處于平衡狀態(tài)，重力mg總豎直向下，支持力N大小變化，而方向始終垂直斜面，而拉力F的大小和方向都在變化；從三力構(gòu)成的矢量圖形，可以看出，拉力T先減小后增大，當(dāng)T與N垂直，即90，T與斜面平行時(shí)，拉力最小，為Tminmgsin ，而支持力不斷減小，當(dāng)0時(shí)，N減為零，即Nmin0.答案：見解析162022/7/30 星期六針對(duì)訓(xùn)練11：(2010年陜西寶雞模擬)甲、乙兩人用繩AO和BO通過裝在P樓和Q樓樓頂?shù)亩ɑ?，將質(zhì)量為m的物塊由O點(diǎn)沿OA直線緩慢地向上提升，如圖所示則在物塊由O點(diǎn)沿OA直線緩慢上升過程中，以下判

8、斷正確的是()AAO繩和BO繩中的彈力逐漸減小BAO繩和BO繩中的彈力都逐漸增大CAO繩中的彈力一直在增大，BO繩中的彈力先減小后增大DAO繩中的彈力先減小后增大，BO繩中的彈力一直在增大172022/7/30 星期六解析：如圖對(duì)物塊受力分析可知，在物塊由O點(diǎn)沿OA直線緩慢上升過程中，物塊始終處于平衡狀態(tài)；從三力構(gòu)成的矢量圖形，可以看出AO繩的彈力一直增大，BO繩彈力先減小后增大答案：C.182022/7/30 星期六平衡中臨界與極值問題1臨界問題：當(dāng)某物理量變化時(shí)，會(huì)引起其他幾個(gè)物理量的變化，從而使物體所處的平衡狀態(tài)“恰好出現(xiàn)”或“恰好不出現(xiàn)”，在問題的描述中常用“剛好”、“剛能”、“恰好”

9、等語(yǔ)言敘述2極值問題：平衡問題的極值，一般指在力的變化過程中的最大值和最小值問題192022/7/30 星期六【例2】 跨過定滑輪的輕繩兩端，分別系著物體A和物體B，物體A放在傾角為的斜面上，如圖所示，已知物體A的質(zhì)量為m，物體A與斜面的動(dòng)摩擦因數(shù)為(90，現(xiàn)使BCA緩慢變小，直到輕桿BC接近豎直桿AC.則此過程中，輕桿BC所受的力()A大小不變 B逐漸增大C先減小后增大 D先增大后減小282022/7/30 星期六答案：A292022/7/30 星期六302022/7/30 星期六(2010年廣東理綜，13)如圖為節(jié)日里懸掛燈籠的一種方式，A、B點(diǎn)等高，O為結(jié)點(diǎn)，輕繩AO、BO長(zhǎng)度相等，拉力

10、分別為FA、FB，燈籠受到的重力為G.下列表述正確的是(B)AFA一定小于GBFA與FB大小相等CFA與FB是一對(duì)平衡力DFA與FB大小之和等于G解析：FA、FB、G三力共點(diǎn)平衡FA與FB的矢量和與G大小相等，方向相反，故C、D項(xiàng)錯(cuò)由等高、等長(zhǎng)可知，F(xiàn)A與FB大小相等，故B對(duì)FA與G的大小關(guān)系取決于三力之間的夾角，故A錯(cuò)312022/7/30 星期六此題考查了共點(diǎn)力的平衡問題，完整的受力分析及對(duì)平衡力概念的理解是解題的前提322022/7/30 星期六332022/7/30 星期六【測(cè)控導(dǎo)航】 考點(diǎn)題號(hào)1.分解法求解共點(diǎn)力的平衡2、6、8、92.合成法求解共點(diǎn)力平衡73.相似三角形法的應(yīng)用44

11、.平衡條件的理解1、35.圖解法分析動(dòng)態(tài)平衡問題5342022/7/30 星期六1如圖所示是骨折病人的牽引裝置示意圖，繩的一端固定，繞過定滑輪和動(dòng)滑輪后掛著一重物，與動(dòng)滑輪相連的帆布帶拉著病人的腳，整個(gè)裝置在同一豎直平面內(nèi)，為了使腳所受的拉力增大，可采取的方法是(B)A只增加繩的長(zhǎng)度B只增加重物的質(zhì)量C只將病人的腳向右移動(dòng)D只將兩定滑輪的間距增大解析：設(shè)繩子的拉力為T，TG，則腳的拉力F2Tcos 2Gcos .因此選項(xiàng)B正確352022/7/30 星期六2(2011年福建福州模擬)如圖所示，放在斜面上的物體受到垂直于斜面向上的力F作用而物體始終保持靜止當(dāng)力F逐漸減小時(shí)，則物體受到斜面的摩擦力

12、(A)A保持不變 B逐漸減小C逐漸增大 D以上三種均有可能解析：沿斜面方向，fmgsin ，與外力F無關(guān)，故選項(xiàng)A正確362022/7/30 星期六3(2011年江蘇省蘇北四市二次調(diào)研測(cè)試)如圖所示，清洗樓房玻璃的工人常用一根繩索將自己懸在空中，工人及其裝備的總重量為G，懸繩與豎直墻壁的夾角為，懸繩對(duì)工人的拉力大小為F1，墻壁對(duì)工人的彈力大小為F2，則(B)372022/7/30 星期六4(2011年福建長(zhǎng)樂模擬)如圖所示，輕繩的A端繞過固定在天花板上的小滑輪，握在站在地面上的人手中，B端系一重為G的小球，小球靠在固定的光滑半球的側(cè)面上，人將小球緩慢沿球面從圖示位置拉至頂點(diǎn)C的過程中，下列判斷

13、正確的是(B)人的拉力逐漸增大；球面對(duì)小球的支持力逐漸變??；人的拉力逐漸減小；球面對(duì)小球的支持力大小不變A B C D382022/7/30 星期六392022/7/30 星期六5(2011年福建寧德模擬)在粗糙水平地面上與墻平行放著一個(gè)截面為半圓的柱狀物體A，A與豎直墻之間放一光滑圓球B，整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)現(xiàn)對(duì)B加一豎直向下的力F，F(xiàn)的作用線通過球心，設(shè)墻對(duì)B的作用力為F1，B對(duì)A的作用力為F2，地面對(duì)A的作用力為F3.若F緩慢增大而整個(gè)裝置仍保持靜止，截面如圖所示，在此過程中(C)AF1保持不變，F(xiàn)3緩慢增大BF1緩慢增大，F(xiàn)3保持不變CF2緩慢增大，F(xiàn)3緩慢增大DF2緩慢增大，F(xiàn)3保持

14、不變402022/7/30 星期六解析：根據(jù)力F作用在B球上產(chǎn)生的效果，將其分解為兩個(gè)分力F1和F2，如圖(甲)所示；墻對(duì)B的作用力F1與F1等大，由于合力、分力的方向均不變化，所以當(dāng)F緩慢增大時(shí)，分力F1、F2均逐漸增大，從而F1緩慢增大；同理F2也緩慢增大設(shè)地面對(duì)A的支持力為N，摩擦力為f，則F3為N和f的合力，對(duì)A、B整體受力分析如圖(乙)所示，由圖可知fF1，NFGAGB，可見，當(dāng)F緩慢增大時(shí)，f和N均逐漸增大，從而F3緩慢增大412022/7/30 星期六6(2010年四川省攀枝花市聯(lián)考)如圖所示，在粗糙的斜面上，物塊用勁度系數(shù)為100 N/m的輕質(zhì)彈簧平行于斜面拉住，此物塊放在ab

15、間任何位置均能靜止，在其他位置不能靜止測(cè)得ab16 cm，Oa8 cm.則物塊靜止在斜面上時(shí)受到的摩擦力大小不可能為(D)A2 N B4 N C8 N D16 N422022/7/30 星期六7在如圖所示裝置中，m1由輕質(zhì)滑輪懸掛在繩間，兩物體質(zhì)量分別為m1、m2，懸點(diǎn)a、b間的距離遠(yuǎn)大于滑輪的直徑，不計(jì)一切摩擦，整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)則(D)A一定不等于 Bm1一定大于m2Cm1可能等于2m2 Dm1可能等于m2解析：由于是同一根繩子，因此動(dòng)滑輪兩側(cè)繩子的拉力大小相等，其合力F與重力m1g平衡，如圖所示，由對(duì)稱性可知，平行四邊形為菱形，故，A錯(cuò)誤；對(duì)于m2，由平衡條件知F2m2g，由合力與分力的關(guān)系：任一合力的取值大于另外兩個(gè)分力的差而小于這兩個(gè)分力的和，故0m12m2，B、C均錯(cuò)誤，D正確432022/7/30 星期六8(2010年浙江省聯(lián)考)兩物體M、m用跨過光滑定滑輪的輕繩相連，如圖放置，OA、OB與水平面的夾角分別為30、60，M2 kg，g取10 m/s2，M、m均處于靜止?fàn)顟B(tài)求：(1)OA、OB對(duì)M的拉力大??；(2)m受到的靜摩擦力的大