2020屆高三物理一輪復習第一章《力物體平衡》專題五共點力平衡學案

2020屆高三物理一輪復習教案：第一章《力物體的均衡》專題五共點力的均衡【考點透析】一本專題考點：共點力共點力的均衡條件二理解和掌握的內(nèi)容1．共點力：各力的作用點相同或力的作用線交于一點。在不涉及物體轉(zhuǎn)動的問題中，可把非共點力經(jīng)平移轉(zhuǎn)變?yōu)楣颤c力。2．共點力的均衡條件（1）衡狀態(tài)：靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)。注意速度為零加快度不為零不是均衡狀態(tài)，比方做豎直上拋運動的物體運動到最高點時不是均衡狀態(tài)。（2）衡條件：物體所受合外力為零，即∑F=0。由牛頓第二定律F=ma，當a=0時，F(xiàn)=0。我們可把共點力的均衡條件理解成牛頓第二定律的一個推論。（3）點力均衡條件的推論：幾個力構(gòu)成均衡力，此中一個力和其他力的合力構(gòu)成均衡力；幾個力構(gòu)成均衡力，此中幾個力的合力和其他力的合力構(gòu)成均衡力；三個非平行力作用下物體處于均衡狀態(tài)，則這三個力是共點力。3．求解共點力均衡的問題常用法：1）交分解法，此時均衡條件應表述為：∑FX=0∑FY=0。在建立坐標系時，要考慮盡量減少力的分解。2）的三角形法，物體遇到同一平面內(nèi)三個互不平行的力的作用時，將這三個力經(jīng)平移必獲得一個閉合三角形。a30°（3）體法。b【例題精析】圖1-37例1重力為10N的小球被輕繩a、b懸掛在天花板和墻壁上，此中繩b水平，繩a與豎直方向成30°角，如圖1-37所示。求繩a、b的拉力。分析：方法一：對小球進行受力分析如圖。小球受三個力的作用，依據(jù)均衡條件，這三個力中的任意兩個力的合力跟第三力必然等大反向。FaT將Ta、Tb合成，其合力為F，如圖1-38，依據(jù)均衡條件F=G=10N在直角三角形中，Tbtg30TbTbFtg30103NGF3圖1-38COS30FTaF203NTaCOS303這類先把某些力合成再建立力學方程的方法稱為合成法，在物體受力不多，比如三個力時采納此種方法比較方便。.這類方法不僅在均衡問題中常?？梢圆杉{，在動力學問題中也常常可以用到。方法二：對小球進行受力分析并建立平面直角坐標系，將不在座標軸上的力向坐標軸長進行正交分解，如圖1-39。

yTa依據(jù)均衡條件ΣFx=0ΣFy=0有Tsin30°－T=0Tbxa①bTacos30°－G=0②G由②解得TaG203N圖1-39COS303代入①解得TbGtg30103N3這類方法稱為正交分解法，它是解決力學問題的重要方法，特別合適在物體受力比較復雜的狀況下。從以上兩種方法中可以看到，解決力學問題，第一要在明確了研究對象的前提下，對研究對象做出正確、清楚的受力分析，而力的合成和分解是建立力學方程的重要手段和步驟。例2如圖1-40所示，質(zhì)量為ｍ的物體放在傾角為θ的斜面上，在水平恒定的推力F的作用下，物體沿斜

Fθ圖1-40面勻速向上運動，則物體與斜面之間的動摩擦因數(shù)為。分析：分析物體受力狀況，建立直角坐標系如圖1-41。依據(jù)共點力均衡條件：在X軸方向Fcosfmgsin①在Y軸方向NmgcosFsin②圖1-41又fN③由以上三式，F(xiàn)cosmgsinmgcosFsin思慮拓寬：我們實質(zhì)沿斜面方向建立X軸，解題時，也可取F的方向為X軸，這樣需分解兩個力。若在其他方向建立坐標，則四個力都要分解，造成運算麻煩。所以，在建立坐標系時，要盡量讓更多的力落在座標軸上。例3有向來角架AOB，AO水平擱置，表面粗糙。OB豎直向下，表面圓滑。AO上套有一個小環(huán)P，OB上套有一個小環(huán)Q，兩環(huán)質(zhì)量均為m，兩環(huán)間由一根質(zhì)量可忽視、不行伸長的細繩圖1-42相連，并在某一地點均衡（如圖1-42）。現(xiàn)將P環(huán)向左移一小段距離，兩環(huán)再次達到均衡，挪動后和挪動前比較，AO桿對P環(huán)的支持力N；細繩的拉力T。（以上兩空填“變大”、“變小”、“不變”）分析：分析P、Q的受力狀況如圖1-43，取Q為研究對象，P左移時，繩與豎直方向夾角變大，拉力變大；取整體為研究對象，N2=2mg，AO對P的支持力不變。思慮與拓寬：求解N2，可取P為研究對象，利用正交分解法，相同可得正確結(jié)果，但不如整體法來得直接。運用整體法，可防備分析求解物體間的互相作用力，應為解題首選?！灸芰μ岣摺竣瘢R與技術(shù)

圖1-431．將某種資料的長方體鋸成A、B兩塊放在水平桌面上，并緊靠在一起，如圖1-44所示，物體A的角度如圖中

FBA30°60°所示?，F(xiàn)用水平方向的力F推物體，使A、B保持矩形整體圖1-44沿力F方向勻速運動，則A.物體A在水平方向受兩個力作用，合力為零B.作用于A的摩擦力不僅一個C.物體B對A的壓力大小等于桌面對A的摩擦力大小D.物體B在水平方向受五個力作用2．如圖1-45所示，用繩索牽引小船使之勻速向岸運動，設(shè)水的阻力不變，在小船靠岸前A.繩索的拉力不停增大B.繩索的拉力不變圖1-45C.船所受浮力不變D.船所受浮力增大3．如圖1-46，物體A恰能在斜面上保持靜止A.如在A上輕放一物體，A將勻速下滑B.如在A上輕放一物體，A將加快下滑C.若在A的上表面加一豎直向下壓力，A仍靜止圖1-46D.若在A的上表面加一豎直向下壓力，A將勻速下滑4．如圖1-47所示，AB為可繞B轉(zhuǎn)動的擋板，G為圓柱體。夾于斜面與擋板之間。若不計全部摩擦，使夾角β由開始時較小逐漸增大到90°的過程中，擋板AB遇到的壓力A.不停增大B.不停減小C.先增大后減小D.先減小后增大圖1-47圖1-48圖1-49圖1-50Ⅱ．能力與素質(zhì)5．如圖1-48所示，A、B兩物體的重力分別為3N、4N，A用繩懸掛在天花板上，B放在水平川面上，A、B間的輕彈簧的彈力為2N。則繩的拉力的可能值為____。B對地面的壓力的可能值為。6．如圖1-49所示，人重600N，平板重400N，假如人要拉住木板，它應施加的拉力為N。若人重不變，平板重力超出N時，人無論如何也拉不住木板。37．如圖1-50所示，一個體積為V=1m，質(zhì)量m=0.29kg的氫氣球，用一根長度等于氣球半徑的細繩系住，繩的另一端固定在圓滑豎直墻上，試求氣球均衡時，墻遇到的壓力和繩中的張力。已知空氣密度ρ=1.29kg/m3圖1-518．如圖1-51所示，水平擱置的兩固定圓滑硬桿OA、OB成θ角，在兩桿上分別套有輕環(huán)P、Q，并用輕繩連接兩環(huán)。現(xiàn)用恒力F沿OB方向拉環(huán)Q，當兩環(huán)達到均衡時繩索的張力多大？成效查收一、選擇題1．如圖1-52所示，A、B、C的質(zhì)量分別為mA、mB、mC，整個系統(tǒng)相對于地處于靜止狀態(tài)，則B對C和地面對C的摩擦力的大小分別為

圖1-52A．mAg，mBgB．mBg，mAgC．mAg，0D．mBg，02．如圖1-53所示，擱置在水平川面上的物塊遇到力F的作用保圖1-53持靜止。此刻使力F增大，物塊依舊靜止。A物塊遇到的摩擦力必定減小B物塊遇到的摩擦力必定不變C物塊對地面的壓力必定減小D物塊遇到的合力必定增添3．三個在同一平面上的力，作用在一個質(zhì)點上，三個力的方向在平面內(nèi)任意調(diào)節(jié)，欲使質(zhì)點所受合力大小能在0.14N到17.5N的范圍內(nèi)，這三力的大小可以是①4N，6N，8N②2.5N,10N,15N③0.14N,9N,17.5N④30N,40N,60NA．①③B．②④C．①④D．①③④4．如圖1-54所示，物體重100N，放在水平川面上，物體右端與一輕彈簧連接，物體與地面的最大靜摩擦力為40N。用一水平向左的30N的力作用在物體左端，物體仍靜止，則物體所受彈簧的彈力不行能的是：

圖1-54A.20NB.40NC.60ND.80N5．有兩個互成角度的共點力，夾角為θ，它們的合力的大小隨θ的變化關(guān)系如圖1-55所示。那么，這兩個力的大小分別是A.3N、4NB.2N、5NC.1N、6ND.3.5N、3.5N6．如圖1-56所示，一根輕繩越過定滑輪后系在大重球上，球的大小不可以忽視。在輕繩的另一端加一豎直向下的力F，使球沿斜面由底端緩慢拉上頂端，各處的摩擦不計，在這個過程中拉力FA．保持不變B．逐漸增大C．先增大后減少D．先減少后增大

圖1-55圖1-567．如圖1-57所示，在粗糙水平面上有一個三角形木塊abc，在它的兩個粗糙斜面上分別放有質(zhì)量為m1和m2的木塊。當兩木塊沿三角形木塊勻速下滑時，粗糙水平面對三角形木塊A.有摩擦力作用m1bm2沒有摩擦力作用C.因為m、θ、m、θaθ1θ2c均未知，故沒法確立是1122圖1-57否存在摩擦力勻速下滑比靜止時的支持力要小8．有向來角V形槽，固定放在水平面上，槽的雙側(cè)壁與水平面夾角均為45°，如圖1-58所示，有一質(zhì)量為m的正方體平均木塊放在槽內(nèi)，木塊與槽雙側(cè)面間的動摩擦因數(shù)分別為1和2（1>2）?，F(xiàn)用水平力推木塊使之沿槽運動，則木塊遇到的摩擦力為A．2(12)mgB．2(12)mg24．12mgD．21mg圖1-58C22二、填空題9．如圖1-59所示，表面圓滑、重力不計的尖劈插在縫AB間，在尖劈背上加一壓力F，則尖劈對A側(cè)的壓力為，對B側(cè)的壓力為，已知尖劈的夾角為。10．在考據(jù)“互成角度的兩個力的合成”的實驗中，某小組得出如圖1-60所示的圖（F與A、O共線），此中A為固定橡皮條的圖釘，O為橡皮條與細繩套的結(jié)點，（1）圖中_____是F1與F2合成的理論值；_____是F1與F2合力的實質(zhì)值.（2）考據(jù)力的合成與分解依據(jù)平行四邊形定章，最后表現(xiàn)為考據(jù)________。11．用精美儀器丈量一物體的長度，得其長度為1.63812cm，假如用最小刻度為mm的米尺來丈量，則其長度讀數(shù)應為___________cm，假如用50分度的卡尺來測圖1-61圖1-59圖1-60量，則其長度應讀為___________cm，假如用千分尺來丈量，則其長度應讀為_________cm。三、計算題12．一質(zhì)量為m的物體，在傾角為θ的斜面體上恰好能沿斜面勻速下滑，這時斜面體在水平川面上靜止不動，現(xiàn)用力沿斜面向上的方向拉該物體，使它沿斜面勻速上漲，斜面體仍靜止不動。求此時地面對斜面體的靜摩擦力多大？13．如圖1-61所示，一個圓球半徑為R，重量為G，其重心不在球心O上，現(xiàn)把它放在槽M、N上，均衡時重心在球心的正上方R/3處，支點M、N在同一水平面，相距也為R。摩擦力不計。則均衡時支點M對圓球的支持力的大小為多少？14．如圖1-62所示，兩木塊的質(zhì)量分別為m1和m2，兩輕質(zhì)彈的勁度系數(shù)分別為k1和k2，上邊的木塊壓在上邊的彈簧上（但不拴接），整個系統(tǒng)處于均衡狀態(tài)。現(xiàn)緩慢向上提上邊的木塊，直到它圖1-62走開上邊的彈簧，在這過程中下邊木塊挪動的距離為多少，上邊木挪動的距離為多少。

簧剛塊專題五1.B2.A3.C4.B5.1N或5N；6N或2N6.250；18007.103N；3203N8.F3sin成效查收：1.C2.C3.C4.D5.A6.B7.B8.A9.F；Fctgsin10.F′；F；F與F′大小相等方向一致；1