教科版必修1 第4章 物体的平衡 分层突破 学案.doc

章末分层突破自我校对匀速直线f合0三角形随遇重心_动态平衡问题1.动态平衡问题的特点：通过控制某一物理量，使其他物理量发生缓慢变化，而变化过程中的任何一个状态都看成是平衡状态2处理动态平衡问题常用的方法(1)解析法：对研究对象的任一状态进行受力分析，建立平衡方程，求出应变量与自变量的一般函数式，然后依据自变量的变化确定应变量的变化(也叫代数法)(2)图解法：就是对研究对象进行受力分析，根据力的平行四边形定则画出不同状态时的力的矢量图(画在同一个图中)，然后依据有向线段(表示力)的长度变化判断各个力的变化情况3一般解题步骤(1)确定研究对象(2)分析研究对象在原来平衡时的受力情况(3)分析变化情况，根据平衡条件找出不变量，利用正交分解法或三角形法，找出各个变量与不变量之间的关系(4)列方程或作出受力图分析求解如图41所示，轻绳一端系在质量为m的物体a上，另一端系在一个套在粗糙竖直杆mn上的圆环上现用水平力f拉住绳子上一点o，使物体a从图中实线位置缓慢下降到虚线位置，但圆环仍保持在原来的位置不动则在这一过程中，环对杆的摩擦力f1和环对杆的压力f2的变化情况是()图41af1保持不变，f2逐渐增大bf1逐渐增大，f2保持不变cf1逐渐减小，f2保持不变df1保持不变，f2逐渐减小【解析】把物体a和圆环看成一个整体，分析其受力如图甲所示水平方向：f2f.竖直方向：f1gag环，可知f1始终不变隔离结点o，如图乙所示，fgatan 由f2f得f2gatan 即f2随轻绳与杆mn夹角的减小而减小，故d选项正确【答案】d1解析法是对研究对象的任一状态进行了受力分析，建立平衡方程，求出因变量与自变量的一般函数式，然后依据自变量的变化确定因变量的变化2图解法是依据某一参量的变化过程分析研究对象的受力，并作出力的平行四边形，由动态的力的平行四边形的边长(或角度)的变化，确定某一力大小与方向的变化规律，从而得到正确的结论用“整体法”与“隔离法”解决物体系统的平衡问题1整体法的含义：所谓整体法就是对物理问题的整体系统进行分析、研究的方法2整体法的优点：通过整体法分析物理问题，可以弄清系统的整体变化情况，从整体上揭示事物的本质和变化规律，从而避开中间环节的繁琐推算，能灵活地解决问题3隔离法的含义：所谓隔离法就是将某一物理问题的整个系统中的一部分，从系统中隔离出来进行分析、研究的方法4隔离法的优点：可以弄清系统内各个物体间作用的情况，从而对系统内各个物体间的相互作用有详细的理解和掌握有一个直角支架aob，ao水平放置，表面粗糙；ob竖直向下，表面光滑，ao上面套有小环p，ob上面套有小环q，两环质量均为m，两环间由一根质量可忽略、不可伸长的细绳相连，并在某一位置上平衡，如图42所示现将p环向左移一小段距离，两环再次达到平衡状态，那么将移动后的平衡状态和原来的平衡状态相比较，ao杆对p环的支持力n和细绳上的拉力t的变化情况是()图42an不变，t变大bn不变，t变小cn变大，t变大dn变大，t变小【解析】以p、q整体为研究对象，在竖直方向上，整体仅受oa对p环的支持力和竖直方向整体的重力，二力是平衡力，由于整体重力不变，故oa对p环的支持力也保持不变设细绳与竖直方向的夹角为，对q环由平衡条件得tcos mg，则绳的拉力为t，由p向左移动时，减小，则t减小，故b选项正确【答案】b1(多选)如图43，一光滑的轻滑轮用细绳oo悬挂于o点；另一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块a，另一端系一位于水平粗糙桌面上的物块b.外力f向右上方拉b，整个系统处于静止状态若f方向不变，大小在一定范围内变化，物块b仍始终保持静止，则()图43a绳oo的张力也在一定范围内变化b物块b所受到的支持力也在一定范围内变化c连接a和b的绳的张力也在一定范围内变化d物块b与桌面间的摩擦力也在一定范围内变化【解析】因为物块b始终保持静止，所以绳oo的张力不变，连接a和b的绳的张力也不变，选项a、c错误；拉力f大小变化，f的水平分量和竖直分量都发生变化，由共点力的平衡条件知，物块b受到的支持力和摩擦力在一定范围内变化，选项b、d正确【答案】bd2如图44，两个轻环a和b套在位于竖直面内的一段固定圆弧上；一细线穿过两轻环，其两端各系一质量为m的小球在a和b之间的细线上悬挂一小物块平衡时，a、b间的距离恰好等于圆弧的半径不计所有摩擦小物块的质量为()图44a.b.mcm d2m【解析】如图所示，由于不计摩擦，线上张力处处相等，且轻环受细线的作用力的合力方向指向圆心由于a、b间距等于圆弧半径，则aob60，进一步分析知，细线与ao、bo间的夹角皆为30.取悬挂的小物块研究，悬挂小物块的细线张角为120，由平衡条件知，小物块的质量与小球的质量相等，即为m.故选项c正确【答案】c3如图45所示，三条绳子的一端都系在细直杆顶端，另一端都固定在水平地面上，将杆竖直紧压在地面上，若三条绳长度不同下列说法正确的有()图45a三条绳中的张力都相等b杆对地面的压力大于自身重力c绳子对杆的拉力在水平方向的合力为零d绳子拉力的合力与杆的重力是一对平衡力【解析】杆静止在水平地面上，则杆受到重力、三条绳子的拉力和地面对它的支持力根据平衡条件，则三条绳的拉力的合力竖直向下，故绳子对杆的拉力在水平方向的合力为零杆对地面的压力大小等于杆的重力与三条绳的拉力的合力之和，选项b、c正确由于三条绳长度不同，即三条绳与竖直方向的夹角不同，所以三条绳上的张力不相等，选项a错误绳子拉力的合力与杆的重力方向相同，因此两者不是一对平衡力，选项d错误【答案】bc4如图46所示，一小球在斜面上处于静止状态，不考虑一切摩擦，如果把竖直挡板由竖直位置缓慢绕o点转至水平位置，则此过程中球对挡板的压力f1和球对斜面的压力f2的变化情况是()图46af1先增大后减小，f2一直减小bf1先减小后增大，f2一直减小cf1和f2都一直减小df1和f2都一直增大【解析】小球受力如图甲所示，因挡板是缓慢移动，所以小球处于动态平衡状态，在移动过程中，此三力(重力、斜面的支持力n、挡板的弹力f)组成的矢量三角形的变化情况如图乙所示(重力大小方向均不变，斜面对其支持力方向始终不变)，由图可知此过程中斜面对小球的支持力不断减小，挡板对小球弹力先减小后增大，再由牛顿第三定律知b对甲乙【答案】b5如图47所示，a、b质量分别为ma和mb，叠放在倾角为的斜面上以相同的速度匀速下滑，则 ()图47aa、b间无摩擦力作用bb受到的滑动摩擦力大小为(mamb)gsin cb受到的静摩擦力大小为magsin d取下a物体后，b物体仍能匀速下滑【解析】将a、b看成整体，则(mamb)gsin f，n(mamb)gcos ，又fn，得tan .对a隔离