高考复习讲解资料之一力、物体的平衡二.doc

第一部分力 物体的平衡第一节常的三种力一。要求：.全面理解各种力产生的条件；.理解物体的平衡条件，并能加以应用。掌握平行四边形法则，三角形法则；.掌握物体受力分析的方法：条件法、假设法、整体法、隔离法等；.掌握平衡态和准平衡态问题的求解思路； 5.理解平衡状态的概念：6.掌握物体平衡的条件；7.理解平衡状态下物体所受的力之间的关系.二。例题选讲类型一重力类.以下关于重力的概念，正确的是物体与地球不接触也能受到重力作用，因此重力作用不需要物质传递重力就是地球对物体的万有引力因物体各部分受到重力作用可以认为集中于重心，所以重心一定在物体上重力的大小mg，方向竖直向下，在地球表面附近时，g取9.8N/Kg类型二弹力类弹力有无的判断形变明显时：依据条件直接判断形变不明显时：假设法结合牛顿运动定律判断.如图，小球放在光滑水平地面OB和 斜面OA之间，与地面和斜面相接触，试分析小所受力的情况弹力方向的判断根据物体产生形变的方向判断 点面接触： 面面接触： 圆（球）面上 绳上： 弹簧： 杆上根据物体的运动情况，利用平衡条件或动力学规律判断.如图，小车上固定着一根弯成角的曲杆，杆的另一端固定一个质量为m的球，试分析下列两种情况下杆对球的弹力方向。小车处于静止状态；小车以加速度a水平向右运动弹力大小的计算胡克定律法：弹簧弹力的大小计算。（要注意的是分析弹簧的形变特征）.如图，在劲度系数为k的弹簧下端挂有质量为m的物体，开始用托盘托住物体，使弹簧保持原长，然后使托盘以加速度a匀加速下降（ag），当经过时间t时间后，托盘与物体分离。牛顿运动定律法：其它物体弹力大小的计算通过分析物体的受力情况和运动状态，利用平衡条件或者牛顿运动定律求解。.如图，轻绳的端固定在天花板上，端系一重为的小球，小球静止在固定的光滑大球表面上，已知AB绳的长度为，大球的半径为，天花板到大球的顶点的距离为d,悬点和大球顶点在同一竖直线上，求绳中的张力和大球对小球的支持力（小球的直径可忽略不计）。弹力的突变问题当物体的弹性形变能在瞬间发生或瞬间恢复时，弹力可以发生突变。如轻质弹簧（或轻杆、钢性绳）一端拉力撤去的瞬间，弹簧（或轻杆、钢性绳）上的弹力将立即变为零6.如图所示，用绳及弹簧拉住物体，物体处于平衡状态，当剪断水平绳时，求两种情况下物体的加速度。类型三摩擦力类 静摩擦力方向的判断假设法7.如图，一个质量为m的物体静止在倾角为的斜面上，试分析m受摩擦力的大小和方向平衡态下平衡法8.如图，、三个物体叠放在一起，同时有的两个水平力分别作用在、两物体上，三者仍保持静止，则.物体对物体的摩擦力为 .地面对物体的摩擦力为零.物体对物体的摩擦力为零 .物体对物体的摩擦力为非平衡状态牛顿运动定律法9.两重叠在一起的滑块，置于固定倾角为的斜面上，如图。滑块、的质量分别为m、m2，与斜面间的动摩擦因数为，与的动摩擦因数为，已知两滑块都从斜面由静止以相同的加速度滑下，求滑块受到的摩擦力大小及方向。多体对象整体法10.如图，对斜面体上的物块m施一平行于斜面向上的力，m恰能沿斜面匀速下滑，此过程中，斜面体相对于地面静止不动，则水平面对斜面体的摩擦力等于零方向水平向右方向水平向左方向不能确定提醒：一定要弄清摩擦力的方向是“与相对运动或相对运动趋势的方向相反”，这里“相对运动方向”是把与研究对象接触的物体作为参照物，研究对象相对该参照物运动的方向；“相对运动趋势的方向”是指把与研究对象接触的物体作为参照物，假设没有摩擦力时，研究对象相对该参照物可能出现的运动方向。见下题：11.如图，质量为m的物体放在水平放置的钢板上，与钢板的动摩擦因数为，由于受到相对地面静止的光滑导槽的控制，物体只能沿水平导槽运动，现使钢板以速度v1向右匀速运动，同时用力拉动物体（方向沿导槽方向），使物体以速度v2沿导槽匀速运动，求拉力的大小。 摩擦力大小的计算：见前述相关例题。提醒：一定要区分静摩擦力与动摩擦力大小计算的不同 摩擦力的突变问题物体所受的摩擦力既存在大小的突变，又存在方向的突变，在求解摩擦力问题时，必须弄清楚摩擦力是否发生突变。12.如图，某工厂用水平传送带传送零件，设两轮子圆心的距离为s，传送带与零件间的动摩擦因数为，传送带的速度恒为v，在点轻放一质量为m的零件，并使它被传送到右边的处，设零件运动后一段与传送带之间无滑动，则传送所需要时间为多少？摩擦力对零件做功为多少？13.（上题变化）如图，传送带与水平面间的夹角为37，并以v=10m/s的速度匀速运动着，在传送带的端轻轻地放一小物体，若已知物体与传送带间的动摩擦因数为0.5，间距离为s=16m.则当皮带顺时针转动时，小物体从端运动到端所需时间为多少？若皮带逆时针转动，时间又是多少？（g=10m/s2) 附：弹簧连接体运动中的问题.如图，两木块质量分别为m1、m2，两轻质弹簧的劲度系数分别为K1、K2，上面木块压在上面的弹簧上（但不拴接），整个系统处于平衡状态，现缓慢向上提上面的木块，直到它刚好离开上面的弹簧，在这个过程中下面的木块移动的距离为多少？本题变化一：取掉m1，向上提上面的弹簧，若要使下面弹簧的弹力变为物重的2/3，应将弹簧的上端向上提高多少？变化二：若k1弹簧与m1、m2拴接，用力缓慢提m1，直到k2的下端刚好脱离桌面，两物块上升的距离各是多少？2.如图中，a、b、c为三个物体，、为两个轻质弹簧，为跨过光滑定滑轮的轻绳，它们连接如图，并处于平衡状态，则：有可能处于拉伸状态而处于压缩状态：有可能处于拉伸状态而处于压缩状态：有可能处于不伸不缩状态而处于拉伸状态：有可能处于不伸不缩状态而处于拉伸状态3.如图所示，在一粗糙水平面上有两个质量分别为m1、m2的木块和，中间用一原长为、劲度系数为的轻弹簧连接，木块与地面间的动摩擦因数为，现用一水平力向右拉动木块，当两木块一同匀速运动时，两木块间距离是多少？第二节物体平衡状态下的问题二。例题选讲 类型一平衡态下的受力分析.如图所示的容器内盛有水，器壁AB呈倾斜状，有一个小物体处于图示位置，并保持静止状态，则物体受该力情况正确的是：可能只受一个力 可能只受三个力不可能只受二个力 不是受到二个力就是受到四个力.如图所示的传送带向右上方匀速运行，石块从漏斗里竖直掉落到传送带上，然后随传送带向上运动，下列说法正确的是石块落到传送带上可能先做加速运动后做匀速运动石块在传送带上一直受到向右上方的摩擦力作用石块在传送带上一直受到向左下方的摩擦力作用开始时石块受到向右上方的摩擦力作用，后来不受摩擦力类型二平衡状态问题的求解.（建议用四种方法完成下列这道题）如图所示，在竖直墙壁上，用长cm的绳子吊挂一个半径为2cm质量为Kg的球，绳子与墙的夹角为300，求墙对球的弹力1与绳的拉力2.一个重为的小环套在竖直放置的半径为的光滑圆环上，一个劲度系数为，原长为（2R）的轻弹簧，一端固定在大圆环上可无摩擦滑动，小环静止于点时，如图示。求弹簧与竖直方向的夹角。类型三动态平衡问题的分析。基本方法是：.如图，一个重为的匀质球放在光滑斜面上，斜面倾角为，在斜面上有一个光滑的不计厚度的木板挡住球，使之处于静止状态。今使板与斜面的夹角缓缦增大，问：在此过程中，球对挡板和球对斜面的压力大小如何变化？.如图所示装置，两根细绳拉住一球，保持两细绳间的夹角不变，若把整个装置顺时针缓慢转过900,则在转动过程中，CA绳的拉力1大小变化是？CB绳的拉力大小变化情况是？类型四平衡态中的临界和极值问题.如图，小球被轻质细绳系着，斜吊着放在光滑劈面上，小球质量为m，斜面的倾角为，向右缓慢推动劈，在这过程中，绳上的张力最小值是多少？.如图，绳AO能承受的最大张力是150，绳BO能承受的最大拉力为100N，绳CO的强度足以吊起任何负载，=600，=300，求此装置能悬挂的最大重物是多少？10.如图：物体的质量为2Kg，两根轻绳AB、AC的一端连接于竖直墙上，另一端系于小物体上，在物体上另施加一个方向与水平线=600的拉力，若要使两绳都能伸直，求拉力的大小范围。11.重物30N，用线OC悬起，如图，OC能承受的最大拉力为20N，现用另一根线BA系于OC上的点，始终用水平方向的力拉AB线。AB线能承受的最大拉力为30N，问在线不被拉断的情况下，水平线AB能将悬线OA拉到跟竖直方向最多成多大角？12.用一条细线把质量为的圆环挂起来，球上穿着两质量为m的小环，它们可以在大环上无摩擦地滑动，如图，如果两小环同时从大环顶部释放并沿相反的方向自由滑下，下落过程中小环与大环圆心的连线与竖直方向的夹角用表示。要使绳子拉力在小环下落过程的某时刻刚好为零，则m/M必须满足什么条件？当m/M满足上述条件时，角达到多大时，绳子拉刚好变为零？类型五生活情景类13.在广场游玩时，一个小孩将一充有氢气的气球用细绳系于一个小石块上，并将小石块放置于水平地面上，已知小石块的质量为m1，气球（含球内的氢气）的质量为m2，气球体积为V，空气密度为(V和均可视为不变量)，风沿水平方向吹，风速为，已知空气对气球的作用力f=k，（式中k为一已知系数，为气球相对空气的速度），开始时，小石块静止在地面上，如图：若风速在逐渐增大，小孩担心气球会连同小石块一起被吹离地面，试判断是否会出现这一情况，并说明理由；若细绳突然断开,已知气球上天空后,在气球所经过空间中的风速为不变量,求气球能达到的最大速度的大小.14.如图所示是一种测定风力的仪器原理图，P为金属球，悬挂在一细长金属丝下面，O是悬点，R0是保护电阻，CD是水平放置的光滑电阻丝，与细金属丝始终保持良好接触。无风时金属丝与电阻在C点接触，此时电流表示数为I0；有风时金属丝将偏转一角度，角与风力大小有关，设风力方向水平向左，OC=h，CD=L，金属球质量为m，电阻丝单位长度的阻值为R，电源内电阻和金属丝电阻不计，金属丝偏转角为时，电流表的示数为I，此时风力为。试写出：与的关系式与I的关系式15.建筑工地上的黄沙，堆成圆锥形，不管如何堆，其角度是不变的，若测出其圆锥底的周长为12.5cm，高为1.5cm，试求：黄