共点力作用下物体的平衡专项训练.doc

中学物理园地共点力作用下物体的平衡专项训练 力矩的专项训练 本章专项训练例题精选：例1 如图所示，当绳子的悬点A缓慢向右移到A点时，关于绳子AO和BO的张力的合力的变化，正确的是A数值不变，方向变化。B数值变大，方向不变。C数值不变，方向不变。D数值不变，方向变化。分析：向右移时，AO和BO的夹角不但变化，而且两绳的拉力也在变，因此不能直接用力的合成来判断，对结点O受力分析，如图，其中可推知，的合力必与等大反向，因此，的合力大小和方向均不变。故C正确。答案：C。例2 如图所示，三角形劈块放在粗糙的水平面上，劈块上放一个质量为m的物块，物块和劈块切处于静止状态，则粗糙水平面对三角形劈块：A有摩擦力作用，方向向左；B有摩擦力作用，方向向右；C没有摩擦力作用；D条件不足，无法判定。分析：此题用“整体法”（把整个系统当做一个研究对象来分析的方法）分析。因为物块和劈块均处于静止状态，因此把物块和劈块看作是一个整体，由于劈块对地面无相对运动趋势，故没有摩擦力存在。答案：C。例3 如图甲所示，质量相等的长方形木块叠放在倾角为30的斜面上，B放在A上并用一根细绳拴在斜面上，细绳与斜面平行，已知AB间，A与斜面间的滑动摩擦系数m相等，则此时A刚好能在B木块和斜面间匀速下滑，试分析A、B两木块受力情况并画出它们受力分析图，以及计算出滑动摩擦系数。甲 乙 分析：在分析A、B两木块的各自受力情况时，应采用隔离法，分析具体受力时，应从重力，弹力，再摩擦力的顺序进行，切记不要忘记任何一个接触物体可能施给的弹力和摩擦力，该题中应先隔离B物体，因为B物体客观受力个数较少，A、B两物体受力情况如图乙所示。用正交分解法时对A有：由（1）（2）（3）可得：例4 将重为G的物体A放在倾角为30的斜面上，A与斜面间的摩擦系数为0.1，那么对A施加一个可能多大的水平力，可使物A保持平衡？（设A物体受的最大静摩擦力跟滑动摩擦力大小相等如图甲所示。分析：物体所处平衡状态有两种可能：向上匀速（或向上滑的趋势）；向下匀速或向下滑的趋势，当F最大时，物体沿斜面向上匀速运动如图乙（1）所示。当F最小时，物体沿斜面向下匀速运动，如图乙（2）所示：小结：尽管物体静止，但要分析，判断物体的运动趋势的可能性，以便确定摩擦力的方向。例5 半圆形支架BAD上悬着两细绳OA和OB，结于圆心O，下悬重为G的物体，使OA绳固定不动，将OB绳的B端沿半圆支架从水平位置逐渐移至竖直的位置C的过程中，如图甲所示，分析OA绳和OB绳所受力大小如何变化？分析：因绳结O受到重物的拉力T，所以才使OA绳和OB绳受力，因此将拉力T分解为TA和TB（如图乙）。OA绳固定，则TA的方向不变，在OB上向靠近OC的过程中，在B1、B2、B3三个位置，两绳受力分别为解答：从图形上看出，TA是一直变小，而TB却是先变小后增大，当OB与OA垂直时TB最小。小结：由以上例题解答过程可知，图法解具有直观，便于比较的特点，应用时应注意以下几点：明确哪个力是合力，哪两个力是分力；哪个力大小方向均不变，哪个力方向不变；哪个力方向变化，变化的空间范围怎样。专项训练：（20分钟）1、如图所示，电灯悬挂于两壁之间，更换水平绳OA使连结点A向上移动而保持O点的位置不变，则A点向上移动时：A绳OA的拉力逐渐增大；B绳OA的拉力逐渐减小；C绳OA的拉力先增大后减小；D绳OA的拉力先减小后增大。2、在共点力的合成实验中，如图所示，使弹簧秤b按图示位置开始顺时针方向缓慢转过90角，在这个过程中保持O点位置不动，a弹簧秤的拉伸方向不变，则整个过程中关于a、b弹簧的读数变化是Aa增大，b减小；Ba减小，b增大；Ca减小，b先减小后增大；Da先减小后增大。3、如右图所示，物体静止于光滑的水平面上，力F作用于物体O点，现要使合力沿OO方向，那么，必须同时再加一个力F，这个力的最小值是：ABCD4、一个半径为r，重为G的圆球，被长为l的细绳挂在竖直的，光滑的墙壁上，若加长细绳的长度，则细绳对球的张力T及墙对球的弹力N各将如何变化：如右图所示：AT一直减小，N先增大后减小；BT一直减小，N先减小后增大；CT和N都减小；DT和N都增大。5、物体放在光滑的水平面上，在大小为40牛的水平拉力Q的作用下由西向东运动，现用力方向向东偏北30，此时的大小不能小于牛。答案：1、D2、C3、B4、C5、20。 本章专项训练一、力的概念：力是物体对的作用。1、注意要点：有些力（如重力）物体不相互接触也能产生；任意一个力都有受力者和施力者，力不能离开物体而单独存在；力的作用效果：使物体发生形变或使物体运动状态改变；力的单位：国际单位制单位是，符号为；力的测量工具为。2、力的三要素：力的三要素分别为，和。3、力的图示：在图中必须明确：作用点；大小；方向；大小标度。二、力的分类（按力的性质分）1、重力重力的定义：重力是由于地球对而使物体受到的力。重力大小：G=。重力方向：。作用点：，质量分布均匀，外形有规则，物体的重心在物体的中心，物体的重心可在物体，也可在物体。测量物体重力时，要注意使物体处于状态。2、弹力定义：物体由于形变，对跟它接触的物体产生的力。产生条件：a物体相互接触；b物体间相互。方向：和物体形变方向或和使物体发生形变的外力方向。压力和支持力的方向：垂直接触面指向被和物。绳子拉力的方向：沿着绳子指向绳收缩的方向。弹簧的弹力：遵守胡克定律，定律条件是弹簧发生形变时，定律的结论是弹力的大小f跟弹簧伸长（或缩短）的长度x成比。公式写成。其中k为弹簧倔强系数，取决于弹簧的材料，粗细，长度。3、摩擦力定义：相互接触的两物体，如果有相对运动或相对运动的趋势时，两物体的接触面就产生阻碍相对运动或相对运动趋势的力，这种力叫。当两物体相对静止而有相对运动的趋势时的摩擦力称为摩擦力，当两物体间发生相对运动时的摩擦力称为摩擦力。滑动摩擦力：a、产生条件：两物体接触面压紧，且发生相对。b、方向：和相对运动方向；c、大小f滑=；d、m称为摩擦系数，和两物体的及有关。静摩擦力：a产生条件：两物体接触面压紧，且有相对运动的；b方向：和相对运动趋势方向；c大小：跟沿接触面切线方向的外力大小有关（一般应用二力平衡的条件判断）；d范围：0最大静摩擦力（一般情况下可近似认为）。三、两种方法：力的合成分解法以及物体的受力分析法。如果F的作用效果和的力，的力。已知分力求合力叫力的，已知合力求分力叫力的。1、力的合成：遵守法则。两个共点力合力的大小范围是，当两个力的夹角为时，合力的大小为牛。用力的合成规则解题书写要求：作图法：a严格作出力的合成图示；b由图量出合力的大小和方向。计算法：a作出力的合成草图，b由图根据数学知识算出F大小、方向。2、力的分解：遵守法则。注意要点：一个力可以分解为对分力；一个已知力有确定分解的条件：两个分力的方向确定或一个分力大小，方向确定；力的正交分解法：力沿两个互相方向分解。用力的分解法解题书写要求：作出力的分解图（先根据力的实际作用效果确定两个分力的方向）由图根据数学知识求分力大小和方向。3、物体的受力分析法（一般方法）先确定；把研究对象隔离出来；分析顺序：a；b；c；d其它力。（结合二力平衡条件进行判断）四、力矩：1、力臂定义：从转动轴到力的作用线的，叫力臂。2、力矩定义：力和力臂的叫做力对转动轴的力矩。3、力矩公式：M=，单位是。4、大小一定的力产生最大力矩的条件：力作用在离转动轴距离最远的点上；力的方向垂直于力作用点和转轴连线。5、力矩的作用效果：使物体产生作用。【答案】：物体；牛；N；测力计（或弹簧秤）；大