湖南省高三物理 第2课时 力与物体的平衡课件1.ppt

第2课时力与物体的平衡 重点知识诠释 一 共点力作用下物体的平衡条件是 物体所受的合外力为零 f合 0 我们可将其扩展为 1 物体受几个共点力的作用而平衡时 其中任意一个力必定与余下的其他力的合力等值反向 2 几个互不平行的力作用在物体上 物体若平衡 则这几个力必共点 二 解决共点力平衡问题的基本思路 对研究对象进行受力分析 力合成或力分解 列平衡方程 三 各种场力的特点 1 电场力与带电粒子所处的运动状态无关 任何带电粒子在电场中总会受到电场力的作用 在匀强电场中的电场力是一个恒力 2 洛伦兹力与带电粒子所处的运动状态有关 不是任何带电粒子在磁场中都会受到洛伦兹力的作用 当带电粒子的运动方向与磁场方向平行时 不受磁场力的作用 当带电粒子的运动方向与磁场方向垂直时 所受磁场的作用力最大 洛伦兹力的大小随速度的变化而变化 3 通电导线在磁场中或导体切割磁感线运动时 磁场对电流有安培力 导体棒的运动会产生感应电流 从而使安培力发生变化 安培力的变化又影响导体棒的运动 运动与安培力相互影响 方法指津 例1 某缓冲装置可抽象成如图所示的简单模型 图中k1 k2为原长相等 劲度系数不同的轻质弹簧 下列表述正确的是 a 缓冲效果与弹簧的劲度系数无关b 垫片向右移动时 两弹簧产生的弹力大小相等c 垫片向右移动时 两弹簧的长度保持相等d 垫片向右移动时 两弹簧的弹性势能发生改变 一 弹力的分析与计算 方法指津 例1 某缓冲装置可抽象成如图所示的简单模型 图中k1 k2为原长相等 劲度系数不同的轻质弹簧 下列表述正确的是 a 缓冲效果与弹簧的劲度系数无关b 垫片向右移动时 两弹簧产生的弹力大小相等c 垫片向右移动时 两弹簧的长度保持相等d 垫片向右移动时 两弹簧的弹性势能发生改变 一 弹力的分析与计算 二 摩擦力的分析与计算 例2 如图所示 物块m通过与斜面平行的细绳与小物块m相连 斜面的倾角 可以改变 讨论物块m对斜面的摩擦力大小 则有 a 若物块m保持静止 则 角越大 摩擦力一定越大b 若物块m保持静止 则 角越大 摩擦力一定越小c 若物块m沿斜面下滑 则 角越大 摩擦力一定越大d 若物块m沿斜面下滑 则 角越大 摩擦力一定越小 二 摩擦力的分析与计算 例2 如图所示 物块m通过与斜面平行的细绳与小物块m相连 斜面的倾角 可以改变 讨论物块m对斜面的摩擦力大小 则有 a 若物块m保持静止 则 角越大 摩擦力一定越大b 若物块m保持静止 则 角越大 摩擦力一定越小c 若物块m沿斜面下滑 则 角越大 摩擦力一定越大d 若物块m沿斜面下滑 则 角越大 摩擦力一定越小 例3 2012山东 如图所示 两根轻质硬杆oo1 oo2可绕其两端垂直纸面的水平轴o o1 o2转动 在o点悬挂一重物m 将两相同木块m紧压在竖直挡板上 此时整个系统保持静止 ff表示木块与挡板间摩擦力的大小 fn表示木块与挡板间正压力的大小 若挡板间的距离稍许增大后 系统仍静止且o1 o2始终等高 则 a ff变小b ff不变c fn变小d fn变大 三 力的合成与分解 例3 2012山东 如图所示 两根轻质硬杆oo1 oo2可绕其两端垂直纸面的水平轴o o1 o2转动 在o点悬挂一重物m 将两相同木块m紧压在竖直挡板上 此时整个系统保持静止 ff表示木块与挡板间摩擦力的大小 fn表示木块与挡板间正压力的大小 若挡板间的距离稍许增大后 系统仍静止且o1 o2始终等高 则 a ff变小b ff不变c fn变小d fn变大 三 力的合成与分解 2013上海 两个共点力f1 f2大小不同 它们的合力大小为f 则 a f1 f2同时增大一倍 f也增大一倍b f1 f2同时增加10n f也增加10nc f1增加10n f2减少10n f一定不变d 若f1 f2中的一个增大 f不一定增大 2013上海 两个共点力f1 f2大小不同 它们的合力大小为f 则 a f1 f2同时增大一倍 f也增大一倍b f1 f2同时增加10n f也增加10nc f1增加10n f2减少10n f一定不变d 若f1 f2中的一个增大 f不一定增大 例4 如图所示 将质量为m的滑块放在倾角为 的固定斜面上 滑块与斜面之间的动摩擦因数为 若滑块与斜面之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力大小相等 重力加速度为g 则 a 将滑块由静止释放 如果 tan 滑块将下滑b 给滑块沿斜面向下的初速度 如果 tan 滑块将减速下滑c 用平行于斜面向上的力拉滑块向上匀速滑动 如果 tan 拉力大小应是2mgsin d 用平行于斜面向下的力拉滑块向下匀速滑动 如果 tan 拉力大小应是mgsin 四 物体平衡条件的应用 例4 如图所示 将质量为m的滑块放在倾角为 的固定斜面上 滑块与斜面之间的动摩擦因数为 若滑块与斜面之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力大小相等 重力加速度为g 则 a 将滑块由静止释放 如果 tan 滑块将下滑b 给滑块沿斜面向下的初速度 如果 tan 滑块将减速下滑c 用平行于斜面向上的力拉滑块向上匀速滑动 如果 tan 拉力大小应是2mgsin d 用平行于斜面向下的力拉滑块向下匀速滑动 如果 tan 拉力大小应是mgsin 四 物体平衡条件的应用 例5 两钢性球a和b的质量分别为ma和mb 直径分别为da和db da db 将a b球依次放入一竖直放置 内径为平底圆筒内 如图所示 设a b两球静止时对圆筒侧面的压力大小分别为f1和f2 筒底所受的压力大小为f 已知重力加速度大小为g 若所有接触都是光滑的 则 a f ma mb g f1 f2b f ma mb g f1 f2c mag f ma mb g f1 f2d mag f ma mb g f1 f2 五 整体法与隔离法的应用 例5 两钢性球a和b的质量分别为ma和mb 直径分别为da和db da db 将a b球依次放入一竖直放置 内径为平底圆筒内 如图所示 设a b两球静止时对圆筒侧面的压力大小分别为f1和f2 筒底所受的压力大小为f 已知重力加速度大小为g 若所有接触都是光滑的 则 a f ma mb g f1 f2b f ma mb g f1 f2c mag f ma mb g f1 f2d mag f ma mb g f1 f2 五 整体法与隔离法的应用 如图 质量为mb 24kg的木板b放在水平地面上 质量为ma 22kg的木箱a放在木板b上 一根轻绳一端拴在木箱a上 另一端拴在天花板上 轻绳与水平方向的夹角为 37 已知木箱a与木板b之间的动摩擦因数 1 0 5 现用水平方向大小为200n的力f将木板b从木箱a下面匀速抽出 sin37 0 6 cos37 0 8 重力加速度g取10m s2 则木板b与地面之间的动摩擦因数 2的大小为 a 0 3b 0 4c 0 5d 0 6 如图 质量为mb 24kg的木板b放在水平地面上 质量为ma 22kg的木箱a放在木板b上 一根轻绳一端拴在木箱a上 另一端拴在天花板上 轻绳与水平方向的夹角为 37 已知木箱a与木板b之间的动摩擦因数 1 0 5 现用水平方向大小为200n的力f将木板b从木箱a下面匀速抽出 sin37 0 6 cos37 0 8 重力加速度g取10m s2 则木板b与地面之间的动摩擦因数 2的大小为 a 0 3b 0 4c 0 5d 0 6 考点限时训练 1 大小均为10n的两个力合成 下列关于合力大小与两力夹角对应关系正确的是 a 夹角为60 时 合力为10nb 夹角为90 时 合力为20nc 夹角为120 时 合力为10nd 任何情况下 合力为20n 2 某班级同学要调换座位 一同学用斜向上的拉力拖动桌子沿水平地面匀速运动 则下列说法一定正确的是 a 拉力的水平分力等于桌子所受的合力b 拉力的竖直分力等于桌子所受重力的大小c 拉力与摩擦力的合力大小等于重力大小d 只要桌子运动方向不变 无论沿水平地面怎样运动 拉力与重力的合力方向一定不变 3 如图所示 物体b叠放在物体a上 a b的质量均为m 且上 下表面均与斜面平行 它们以共同速度沿倾角为 的固定斜面c匀速下滑 则 a a b间没有静摩擦力b a受到b的静摩擦力方向沿斜面向上c a受到斜面的滑动摩擦力大小为mgsin d a与斜面间的动摩擦因数 tan 4 为了节省能量 某商场安装了智能化的电动扶梯 无人乘行时 扶梯运转得很慢 有人站上扶梯时 它会先慢慢加速 再匀速运转 一顾客乘扶梯上楼 恰好经历了这两个过程 如图所示 那么下列说法中正确的是a 顾客始终受到三个力的作用b 扶梯由加速变为匀速 顾客所受支持力的大小和方向都会发生变化c 顾客对扶梯作用力的方向先指向左下方 再竖直向下d 顾客对扶梯作用力的方向先指向右下方 再竖直向下 5 如图所示 a b两球用劲度系数为k1的轻弹簧相连 b球用长为l的细线悬于o点 a球固定o点正下方 且o a间的距离恰为l 此时绳子所受的拉力为f1 现把a b间的弹簧换成劲度系数为k2的轻弹簧 仍使系统平衡 此时绳子所受的拉力为f2 则f1与f2的大小关系为 a f1f2c f1 f2d 因k1 k2大小关系未知 故无法确定 6 如图所示 小圆环a吊着一个质量为m2的物块并套在另一个竖直放置的大圆环上 有一细线一端拴在小圆环a上 另一端跨过固定在大圆环最高点b的一个小滑轮后吊着一个质量为m1的物块 如果小圆环 滑轮 绳子的大小和质量以及相互之间的摩擦都可以忽略不计 绳子又不可伸长 若平衡时弦ab所对应的圆心角为 则两物块的质量比m1 m2应为 7 如图所示 质量为m的物体a压在放于地面上的竖直轻弹簧b上 现用细绳跨过定滑轮将物体a与另一轻弹簧c连接 当弹簧c处于水平位置且右端位于a点时 弹簧c刚好没有发生变形 已知弹簧b和弹簧c的劲度系