高三物理第一轮复习集体备课人教版必修一力003.物体的平衡.ppt

受力分析 物体的平衡 1 首先分析重力2 其次分析弹力 看它跟哪些物体接触 有无形变 依次分析每一个弹力3 最后分析摩擦力 看它跟哪些物体接触 有无形变 有无相对运动趋势或相对运动依次分析每一个摩擦力 根据受力分析的结果 画出物体的受力图 物体的受力分析顺序 2006年全国卷 15 15 如图所示 位于水平桌面上的物体p 由跨过定滑轮的轻绳与物块q相连 从滑轮到p和到q的两段绳都是水平的 已知q与p之间以及p与桌面之间的动摩擦因素都是 两物块的质量都是m 滑轮的质量 滑轮上的摩擦都不计 若用一水平向右的力f拉p使它做匀速运动 则的f大小为 a 4 mgb 3 mgc 2 mgd mg 解 pq之间的摩擦力fpq mg p和桌面之间的摩擦力fp桌 2 mg 画出p和q受力图如图示 由平衡条件得t mg f 4 mg a 6 水往低处流 是自然现象 但下雨天落在快速行驶的小车的前挡风玻璃上的雨滴 相对于车却是向上流动的 对这一现象的正确解释是 a 车速快使雨滴落在挡风玻璃上的初速度方向向上 雨滴由于惯性向上运动b 车速快使空气对雨滴产生较大的作用力 空气的作用力使雨滴向上运动c 车速快使挡风玻璃对雨滴产生较大的吸引力 吸引力吸引雨滴向上运动d 车速快使挡风玻璃对雨滴产生较大的支持力 支持力使雨滴向上运动 06年广东省汕头市二模6 b 物体受力分析常用的方法及注意点隔离法与整体法将研究对象与周围物体分隔或将相对位置不变的物体系作为一个整体来分析 假设法在未知某力是否存在时 可先对其作出存在或不存在的假设 然后再就该力存在与不存在对物体运动状态是否产生影响来判断该力是否存在 注意要点研究对象的受力图 通常只画出根据性质命名的力 不要把按效果分解的分力或合力分析进去 受力图完成后再进行力的合成或分解 区分内力和外力 对几个物体的整体进行受力分析时 这几个物体间的作用力为内力 不能在受力图中出现 当把某一物体单独隔离分析时 原来的内力变成了外力 要画在受力图上 例如图所示 a b两物体排放在水平面上 在水平力f的作用下处于静止状态 在以下情况中对b进行受力分析 1 b与水平面间无摩擦 2 b与水平面间及b a之间都存在摩擦 物体的平衡条件 1 作用在物体上的所有力的合力为0 即 f 0 2 三力平衡时 任意两力的合力跟第三力等值反向 画出力的平行四边形后 应用直角三角形的边角关系 正弦定理或余弦定理或者相似三角形对应边成比例等方法求解之 3 三力平衡时 三力的大小必满足以下关系 f1 f2 f3 f1 f2 4 一个物体只受三力作用平衡 这三力必然平行或共点 6 三个以上力的平衡问题一般用正交分解法求解 5 一个物体受三个共点力而平衡 若其中第一个力为恒力 第二个力方向不变 第三个力大小 方向都改变 则当第三个力与第二个力垂直时最小 07上海卷 如图所示 用两根细线把a b两小球悬挂在天花板上的同一点o 并用第三根细线连接a b两小球 然后用某个力f作用在小球a上 使三根细线均处于直线状态 且ob细线恰好沿竖直方向 两小球均处于静止状态 则该力可能为图中的 a f1 b f2 c f3d f4 bc 07广东 如图所示 在倾角为 的固定光滑斜面上 质量为m的物体受外力f1和f2的作用 f1方向水平向右 f2方向竖直向上 若物体静止在斜面上 则下列关系正确的是a b c d 05年南通调研考试一2 2 如图所示 轻质光滑滑轮两侧用细绳连着两个物体a与b 物体b放在水平地面上 a b均静止 已知a和b的质量分别为ma mb 绳与水平方向的夹角为 则 a 物体b受到的摩擦力可能为0b 物体b受到的摩擦力为magcos c 物体b对地面的压力可能为0d 物体b对地面的压力为mbg magsin bd 例1 如图示 斜面上有一物块受到水平方向f的作用静止不动 现将推力f的方向逆时针缓慢地调整到平行于斜面向上的方向上 在这个过程中保持f的大小不变 物块始终处于静止 则物块受到的摩擦力的大小在这一过程中的变化情况 a 可能逐渐增大b 可能逐渐减小c 可能先增大后减小d 可能先减小后增大 解 将重力g和推力f沿斜面分解如图示fx fcos 若开始时fx gx则f 0 减小 fx增大 f向下增大 若开始时fx gx则f向上 减小 fx增大 f向上逐渐减小 若开始时fx略大于gx则f向下且较小 减小 fx增大 f向下先减小到0后再增大 abd 例1 重为g的木块与水平地面间的动摩擦因数为 一人欲用最小的作用力f使木板做匀速运动 则此最小作用力的大小和方向应如何 2 如图所示 两个质量都是m的小球a b 用轻杆连接后斜靠在墙上处于平衡状态 已知墙面光滑 水平地面粗糙 现将a球向上移动一小段距离 两球再次达到平衡 那么将移动后的平衡状态和原来的平衡状态比较 地面对b球的支持力n和轻杆上的压力f的变化情况是 a n不变 f变大b n不变 f变小c n变大 f变大d n变大 f变小 05年南京模拟卷二2 解 对a分析 受力如图示 f mg cos a球向上移动 减小 f变小 对整体分析 n 2mg 与无关 n不变 b 36 两光滑平板mo no构成一具有固定夹角 0 75 的v形槽 一球置于槽内 用 表示no板与水平面之间的夹角 如图所示 若球对板no压力的大小正好等于球所受重力的大小 则下列 值中哪个是正确的 a 15 b 30 c 45 d 60 2005年辽宁综合卷36 解 对球进行受力分析如图示 由题知f1 mg baf1 af1b 75 abf1是等腰三角形 30 b 06年江苏省前黄中学二模10 10 如图 轻杆a端用光滑水平铰链装在竖直墙面上 b端用水平绳结在墙c处并吊一重物p 在水平向右力f缓缓拉起重物p过程中杆ab所受压力 a 变大b 变小c 先变小再变大d 不变 解 分析受力情况如图示 由平衡条件 ncos f tnsin mg 可见n mg sin 为恒量 d 有一个直角支架aob ao水平放置 表面粗糙 ob竖直向下 表面光滑 ao上套有小环p ob上套有小环q 两环质量均为m 两环间由一根质量可忽略 不可伸展的细绳相连 并在某一位置平衡 如图 现将p环向左移一小段距离 两环再次达到平衡 那么将移动后的平衡状态和原来的平衡状态比较 ao杆对p环的支持力n和细绳上的拉力t的变化情况是 a n不变 t变大b n不变 t变小c n变大 t变大d n变大 t变小 解 画出p q的受力图如图示 对p有 mg tsin n 对q有 tsin mg 所以n 2mg t mg sin p环向左移 角增大 t减小 b 例2 例3 如图示 用光滑的粗铁丝做成一直角三角形 bc边水平 ac边竖直 abc ab及ac两边上分别套有细线系着的铜环m n 当它们静止时 细线跟ab所成的角 的大小为 细线长度小于bc a b 2c d 2 解 分析m环的受力如右图示 n1垂直于ab m环平衡 则细线跟ab所成的角 的大小应小于 2 分析n环的受力如左图示 t与ac的夹角 也小于 2 2 d 例4 如图所示 细绳ab cb下悬挂着重20n的重物p 细绳ac与cb垂直 细绳cd呈水平 ab与竖直方向成300角 ac与ab之间也是300角 这时细绳cd所受到的拉力大小是n 解 对b点分析受力如图示 由平衡条件得2tcos300 g 对c点分析受力如图示 由平衡条件得 f t sin300 2t 23 1 例5 倾角为 的斜面上 o处的轴上安一个可以自由转动的挡板 当挡板与斜面夹角缓慢增大的过程中 光滑球对挡板的作用力如何变化 解 小球受三个力 其中重力为恒力 斜面的支持力n1始终垂直于斜面 方向不变 而挡板对球的压力n2总垂直于板 大小和方向都改变 因为小球的每个状态都可视为受力平衡 n1和n2的合力必与g等大反向 由力合成的三角形法则不难看出 n2为由n1所在直线到 g末端的一个矢量 显然当n2垂直n1时 n2最小 即是 由牛顿第三定律 挡板对小球压力先变小后变大 16 当物体从高空下落时 空气阻力会随物体的速度增大而增大 因此经过一段距离后将匀速下落 这个速度称为此物体下落的终极速度 研究发现 在相同环境条件下 球形物体的终极速度仅与球的半径和质量有关 g取10m s2 下表是某次研究的实验数据 05年南京市调研性测试三16 1 根据表中的数据 求出b球与c球在达到终极速度时所受的空气阻力之比fb fc 2 根据表中的数据 归纳出球型物体所受的空气阻力f与球的速度v及球的半径r的关系 写出表达式并求出比例系数 解 1 b mbg fbfb 5 10 3 10 5 10 2n c mcg fcfc 45 10 3 10 45 10 2n fb fc 1 9 2 比较a bf v 比较b cf r2 所以f kvr2 对b球fb kvbrb2k 50ns m3 06年南通一中训练卷3 3 在水平桌面m上放置一