2011高三物理一轮复习教学案--共点力的平衡

1、2011高三物理一轮复习教学案(4)-共点力的平衡【学习目标】1、理解共点力作用下的物体平衡条件及其在解题中的应用。2、掌握几种常见的平衡问题的解题方法。【自主学习】1 .共点力物体同时受几个力的作用，如果这几个力都作用于物体的 或者它们的作用线交于这几个力叫共点力。2 .平衡状态：一个物体在共点力作用下，如果保持 或运动，则该物体处于平衡状态.3 .平衡条件：物体所受合外力 其数学表达式为：F合=或Fx合=_二y合=_，其中Fx合为物体在x轴方向上所受的合外力，Fy合为物体在y轴方向上所受的合外力.平衡条件的推论(1) 物体在多个共点力作用下处于平衡状态，则其中的一个力与余下的力的合力等大反

2、向(2) 物体在同一平面内的三个互不平行的力的作用下处于平衡状态时，这三个力必为共点力(3) 物体在三个共点力作用下处于平衡状态时，这三个力的有向线段必构成封闭三角形，即表示这三 个力的矢量首尾相接，恰能组成一个封闭三角形4 .力的平衡：作用在物体上的几个力的合力为零，这种情形叫做 。若物体受到两个力的作用处于平衡状态，则这两个力 .若物体受到三个力的作用处于平衡状态，则其中任意两个力的合力与第三个力 .5.解题途径当物体在两个共点力作用下平衡时，这两个力一定等值反向；当物体在三个共点力作用下平衡时，往往 采用平行四边形定则或三角形定则；当物体在四个或四个以上共点力作用下平衡时，往往采用正交分

3、解法【典型例题】由静止开始沿着与月球表面成一GF例1. 一航天探测器完成对月球的探测任务后，在离开月球的过程中,倾斜角的直线飞行，先加速运动， 再匀速运动。探测器通过喷气而获得推 动力。以下关于喷气方向的描述中正确的是A. 探测器加速运动时，沿直线向后喷气B. 探测器加速运动时，竖直向下喷气C. 探测器匀速运动时，竖直向下喷气D. 探测器匀速运动时，不需要喷气解：探测器沿直线加速运动时，所受合力F合方向与运动方向相同，而重力方向竖直向下， 由平行四边形定则知推力方向必须斜向上方，因此喷气方向斜向下方。 匀速运动时,所受合力为零，因此推力方向必须竖直向上，喷气方向竖直向下选C例2.重G的均匀绳两

4、端悬于水平天花板上的A求绳的A端所受拉力F1和绳中点C处的张力F2. 解：以AC段绳为研究对象，根据判定定理，虽然C P点)，但它们必为共点力设它们延长线的交点为 O用平行四边形定则B两点。静止时绳两端的切线方向与天花板成a角AC所受的三个力分别作用在不同的点(如图中的A、G/2G/2作图可得：F12sin2tan例3.用与竖直方向成a =30斜向右上方，大小为F的推力把一个重量为 G的木块压在粗糙竖直墙上保持静止求墙对木块的正压力大小 N和墙对木块的摩擦力大小f.解：从分析木块受力知，重力为G,竖直向下，推力 F与竖直成30斜向右上方，墙当F 3g时，f=0 ；当F 三G时，J3J33 F

5、G，方向竖直向下；当 F 2 G时，2. 3对木块的弹力大小跟 F的水平分力平衡，所以 N=F/2，墙对木块的摩擦力是静摩擦力，其大 小和方向由F的竖直分力和重力大小的关系而决定：F9f G3 F，方向竖直向上2例4.如图所示，将重力为 G的物体A放在倾角0的斜面上，物体与斜面间的动摩 擦因数为，那么对 A施加一个多大的水平力 F,可使物体沿斜例5.如图所示，在水平面上放有一质量为m与地面的动动摩擦因数为卩的物体，现用力使其沿地面匀速运动，求F的最小值及方向mgmin与水平方向的夹角为0=arctan 口 )F拉物体,例6.有一个直角支架 AOB A0水平放置,表面粗糙，0B竖直向下，表面光滑

6、.AO上套有小环P, 0B上套有小环Q,两环质量均为 m两环由一根质量可忽略、 不可伸长的细绳相连， 并在某 一位置平衡（如图所示）.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， A0杆对P环的支持力Fn和摩擦力f的变 化情况是A.Fn不变，f变大 B.F N不变，f变小C.Fn变大，f变大 D.F n变大，f变小解：以两环和细绳整体为对象求Fn,可知竖直方向上始终二力平衡，FN=2mg不变；以Q环为对象，在重力、细绳拉力F和OB压力N作用下平衡，设细绳和竖直方向的夹角为a,贝U P环向左移的过程中a将减小，N=mgta n a也将减小。再以整

7、体为对象，水平方向只有 OB对Q的压力N和OA对P环的摩擦力f作用，因此f=N也减小.答案选B.AQF【针对训练】1.如图所示，一个半球形的碗放在桌面上，碗口水平，碗的内表面及碗口是光滑的 口上，线的两端分别细有质量为m和m的小球，当它们处于平衡状态时，质量为与水平线的夹角为a =600.两小球的质量比为（A）A 、3 c、2 c- 3f 2A.B.C.D.3322.一根细线跨在碗m的小球与O点的连线/m2. 如图所示，人重600N,木板重400N,人与木板、木板与地面间的动摩擦因数皆为0.2，现在人用水平力拉绳，使他与木块一起向右匀速运动，则（BC）A.人拉绳的力是200N B. 人拉绳的力

8、是 100NC.人的脚给木块摩擦力向右D.人的脚给木块摩擦力向左3. 如图所示，两个完全相同的小球，重力大小为G两物体与地面间的动摩面匀速上滑？擦因数均为卩，一根轻绳的两端固定在两个球上，在绳的中点施加一个竖直向上的拉力，当绳被拉直后，两段绳的夹角为求当F至少为多大时，两球将会发生相对滑动?4.如图所示，两个固定的光滑硬杆F)tan 2QA与 QB夹角为各套一轻环C D,且C D用细绳相连，现在用一水平恒力F沿QB方向拉环D,当两环平衡时，绳子的拉力是多大？（ F Sin ）5.如图所示，均匀杆AB重为G,A端用细绳吊在 0点，在B端加一水平力F,使AB静止，此时杆与水平方向夹角为a ,细绳与

9、竖直方向成B角，则（B）A. 拉力F 定大于GB. 绳子拉力T 一定大于GC. AB杆与水平夹角a必小于BD. F足够大时细绳可在水平方向上B6. 现用两根绳子 A0和B0悬挂一质量为10N的小球，A0绳的A点固定在竖直放置的圆环的环上，0点为圆环的圆心，A0绳与竖直方向的夹角为 37 , BO绳的B点可在环上滑动，已知每根绳子所能承受的最大拉力均为12N,则在B点沿环顺时针缓慢滑到 N的过程中（C ）A.两根绳均不断B.两根绳同时断C. AQ绳先断D. BQ绳先断7.如图所示，两个木块的质量分别为m1和m2，两个轻质弹簧的劲度分别为k1和k2 ,上面的木块压在上面的弹簧上（但不拴接），整个弹

10、簧处于静止状态。现缓慢向上提上面的木块，直到它刚离开上面的弹簧，在这过程中下面木块移动的距离为_（_ m1g/k2），上面木块移动的距离为 Lm1g / k2m1 g / k1）。8.如图所示，劲度系数分别为Ki、K2的轻弹簧竖直悬挂着，两弹簧间有一质量为的重物，最下端挂一质量也为m的重物，用竖直向上的力F托着下端重物，整个装置处于静Em止状态，此时两弹簧的总长正好等于两弹簧原长之和,则该力F=(FK1 学 mg)。K2Ki9. 所图所示，光滑斜面上安装一光滑挡板AQ挡板可绕 0处铰链无摩擦转动，在挡板与斜面间放一匀质球，现使挡板从图示位置缓慢转至竖直位置，则此过程中球对挡板的压力N1的变化情况可能是（C ）。A.逐渐减小B.逐渐增大C.先减小后增大D.先增大后减小10. 一质量为m的物体放在倾角为的斜面上，如果物体能沿斜面匀速下滑，则物体与斜面间的动摩擦因数为（ tan ）；如果在此物体上作用一个水平力使物体静止在斜面上，水平力大小mgtg ，这时物体与斜面间的摩擦力为 。 （0）11. 如图所示，质量为 mi 0.4kg的物体