高考物理共点力的平衡专题考点复习教案.doc

高考物理共点力的平衡专题考点复习教案 【考点透析】 一本专题考点：共点力共点力的平衡条件 二理解和掌握的内容 1共点力：各力的作用点相同或力的作用线交于一点在不涉及物体转动的问题中可把非共点力经平移转化成共点力 2共点力的平衡条件 （1）衡状态：静止状态或匀速直线运动状态注意速度为零加速度不为零不是平衡状态例如做竖直上抛运动的物体运动到最高点时不是平衡状态 （2）衡条件：物体所受合外力为零即F=0由牛顿第二定律F=ma当a=0时F=0我们可把共点力的平衡条件理解成牛顿第二定律的一个推论 （3）点力平衡条件的推论： 几个力构成平衡力其中一个力和其余力的合力构成平衡力； 几个力构成平衡力其中几个力的合力和其余力的合力构成平衡力； 三个非平行力作用下物体处于平衡状态则这三个力是共点力 3求解共点力平衡的问题常用法： （1）交分解法此时平衡条件应表述为：FX=0FY=0在建立坐标系时要考虑尽量减少力的分解 （2）的三角形法物体受到同一平面内三个互不平行的力的作用时将这三个力经平移必得到一个闭合三角形 （3）体法 【例题精析】 例1重力为10N的小球被轻绳a、b悬挂在天花板和墙壁上其中绳b水平绳a与竖直方向成30角如图137所示求绳a、b的拉力 解析：方法一：对小球进行受力分析如图小球受三个力的作用 根据平衡条件这三个力中的任意两个力的合力跟第三力必然等大反向 将Ta、Tb合成其合力为F如图138根据平衡条件F=G=10N 在直角三角形中 这种先把某些力合成再建立力学方程的方法称为合成法在物体受力不多比如三个力时采用此种方法比较方便.这种方法不但在平衡问题中经常可以采用在动力学问题中也经常可以用到 方法二：对小球进行受力分析并建立平面直角坐标系将不在坐标轴上的力向坐标轴上进行正交分解如图139 根据平衡条件Fx=0Fy=0 有Tasin30Tb=0 Tacos30G=0 由解得 代入解得 这种方法称为正交分解法它是解决力学问题的重要方法特别适合在物体受力比较复杂的情况下 从以上两种方法中可以看到解决力学问题首先要在明确了研究对象的前提下对研究对象做出准确、清晰的受力分析而力的合成和分解是建立力学方程的重要手段和步骤 例2如图140所示质量为的物体放在倾角为的斜面上在水平恒定的推力F的作用下物体沿斜面匀速向上运动则物体与斜面之间的动摩擦因数为 解析：分析物体受力情况建立直角坐标系如图141根据共点力平衡条件： 在X轴方向 在Y轴方向 又 由以上三式 思考拓宽：我们实际沿斜面方向建立X轴解题时也可取F的方向为X轴这样需分解两个力若在其它方向建立坐标则四个力都要分解造成运算麻烦因此在建立坐标系时要尽量让更多的力落在坐标轴上 例3有一直角架AOBAO水平放置表面粗糙OB竖直向下表面光滑AO上套有一个小环POB上套有一个小环Q两环质量均为m两环间由一根质量可忽略、不可伸长的细绳相连并在某一位置平衡（如图142）现将P环向左移一小段距离两环再次达到平衡移动后和移动前比较AO杆对P环的支持力N；细绳的拉力T（以上两空填“变大”、“变小”、“不变”） 解析：分析P、Q的受力情况如图143取Q为研究对象P左移时绳与竖直方向夹角变大拉力变大；取整体为研究对象N2=2mgAO对P的支持力不变 思考与拓宽：求解N2可取P为研究对象利用正交分解法同样可得正确结果但不如整体法来得直接运用整体法可避免分析求解物体间的相互作用力应为解题首选 【能力提升】 知识与技能 1将某种材料的长方体锯成A、B两块放在水平桌面上并紧靠在一起如图144所示物体A的角度如图中所示现用水平方向的力F推物体使A、B保持矩形整体沿力F方向匀速运动则 A.物体A在水平方向受两个力作用合力为零 B.作用于A的摩擦力不止一个 C.物体B对A的压力大小等于桌面对A的摩擦力大小 D.物体B在水平方向受五个力作用 2如图145所示用绳子牵引小船使之匀速向岸运动设水的阻力不变在小船靠岸前 A.绳子的拉力不断增大B.绳子的拉力不变 C.船所受浮力不变D.船所受浮力增大 3如图146物体A恰能在斜面上保持静止 A.如在A上轻放一物体A将匀速下滑 B.如在A上轻放一物体A将加速下滑 C.若在A的上表面加一竖直向下压力A仍静止 D.若在A的上表面加一竖直向下压力A将匀速下滑 4如图147所示AB为可绕B转动的挡板G为圆柱体夹于斜面与挡板之间若不计一切摩擦使夹角由开始时较小逐渐增大到90的过程中挡板AB受到的压力 A.不断增大B.不断减小 C.先增大后减小D.先减小后增大 能力与素质 5如图148所示A、B两物体的重力分别为3N、4NA用绳悬挂在天花板上B放在水平地面上A、B间的轻弹簧的弹力为2N则绳的拉力的可能值为B对地面的压力的可能值为 6如图149所示人重600N平板重400N如果人要拉住木板它应施加的拉力为N若人重不变平板重力超过N时人无论如何也拉不住木板 7如图150所示一个体积为V=1m3质量m=0.29kg的氢气球用一根长度等于气球半径的细绳系住绳的另一端固定在光滑竖直墙上试求气球平衡时墙受到的压力和绳中的张力已知空气密度=1.29kg/m3 8如图151所示水平放置的两固定光滑硬杆OA、OB成角在两杆上分别套有轻环P、Q并用轻绳连接两环现用恒力F沿OB方向拉环Q当两环达到平衡时绳子的张力多大 效果验收 一、选择题 1如图152所示A、B、C的质量分别为mA、mB、mC整个系统相对于地处于静止状态则B对C和地面对C的摩擦力的大小分别为 AmAgmBgBmBgmAg CmAg0DmBg0 2如图153所示放置在水平地面上的物块受到力F的作用保持静止现在使力F增大物块仍然静止 A物块受到的摩擦力一定减小B物块受到的摩擦力一定不变 C物块对地面的压力一定减小D物块受到的合力一定增加 3三个在同一平面上的力作用在一个质点上三个力的方向在平面内任意调节欲使质点所受合力大小能在0.14N到17.5N的范围内这三力的大小可以是 4N6N8N2.5N,10N,15N0.14N,9N,17.5N30N,40N,60N ABCD 4如图154所示物体重100N放在水平地面上物体右端与一轻弹簧连接物体与地面的最大静摩擦力为40N用一水平向左的30N的力作用在物体左端物体仍静止则物体所受弹簧的弹力不可能的是： A.20NB.40N C.60ND.80N 5有两个互成角度的共点力夹角为它们的合力的大小随的变化关系如图155所示那么这两个力的大小分别是 A.3N、4NB.2N、5N C.1N、6ND.3.5N、3.5N 6如图156所示一根轻绳跨过定滑轮后系在大重球上球的大小不能忽略在轻绳的另一端加一竖直向下的力F使球沿斜面由底端缓慢拉上顶端各处的摩擦不计在这个过程中拉力F A保持不变B逐渐增大 C先增大后减少D先减少后增大 7如图157所示在粗糙水平面上有一个三角形木块abc在它的两个粗糙斜面上分别放有质量为m1和m2的木块当两木块沿三角形木块匀速下滑时粗糙水平面对三角形木块 A.有摩擦力作用 B.没有摩擦力作用 C.由于m1、1、m2、2均未知故无法确定是否存在摩擦力 D.匀速下滑比静止时的支持力要小 8有一直角V形槽固定放在水平面上槽的两侧壁与水平面夹角均为45如图158所示有一质量为m的正方体均匀木块放在槽内木块与槽两侧面间的动摩擦因数分别为和（）现用水平力推木块使之沿槽运动则木块受到的摩擦力为 AB CD 二、填空题 9如图159所示表面光滑、重力不计的尖劈插在缝AB间在尖劈背上加一压力F则尖劈对A侧的压力为对B侧的压力为已知尖劈的夹角为 10在验证“互成角度的两个力的合成”的实验中某小组得出如图160所示的图（F与A、O共线）其中A为固定橡皮条的图钉O为橡皮条与细绳套的结点（1）图中是F1与F2合成的理论值；是F1与F2合力的实际值.（2）验证力的合成与分解遵循平行四边形定则最终表现为验证 11用精密仪器测量一物体的长度得其长度为1.63812cm如果用最小刻度为mm的米尺来测量则其长度读数应为cm如果用50分度的卡尺来测量则其长度应读为cm如果用千分尺来测量则其长度应读为cm 三、计算题 12一质量为m的物体在倾角为的斜面体上恰好能沿斜面匀速下滑这时斜面体在水平地面上静止不动现用力沿斜面向上的方向拉该物体使它沿斜面匀速上升斜面体仍静止不动求此时地面对斜面体的静摩擦力多大 13如图161所示一个圆球半径为R重量为G其重心不在球心O上现把它放在槽M、N上平衡时重心在球心的正上方R/3处支点M、N在同一水平面相距也为R摩擦力不计则平衡时支点M对圆球的支持力的大小为多少 14如图162所示两木块的质量分别为m1和m2两轻质弹簧的劲度系数分别为k1和k2上面的木块压在上面的弹簧上