力与物体平衡专题复习课件

1、力学中的三类常见的力：重力、弹力、力学中的三类常见的力：重力、弹力、摩擦力，特别是静摩擦力，这是高考中摩擦力，特别是静摩擦力，这是高考中常考的内容。由于静摩擦力随物体的相常考的内容。由于静摩擦力随物体的相对运动趋势发生变化，在分析中非常容对运动趋势发生变化，在分析中非常容易失误，同学们一定要下功夫把静摩擦易失误，同学们一定要下功夫把静摩擦力弄清楚。共点力作用下物体的平衡，力弄清楚。共点力作用下物体的平衡，是高中物理中重要的问题，几乎是年年是高中物理中重要的问题，几乎是年年必考。单纯考查本章内容多以选择、填必考。单纯考查本章内容多以选择、填空为主，难度适中，与其它章节结合的空为主，难度适中，与其

2、它章节结合的则以综合题出现，也是今后高考的方向则以综合题出现，也是今后高考的方向 三个模型：三个模型： （1 1）轻绳：绳对物体的拉力是沿绳收缩的）轻绳：绳对物体的拉力是沿绳收缩的方向。同一根绳上各点受拉力都相等。方向。同一根绳上各点受拉力都相等。（2 2）轻杆：杆对物体的弹力不一定沿杆方）轻杆：杆对物体的弹力不一定沿杆方向，如果轻直杆只有两端受力而处于平衡向，如果轻直杆只有两端受力而处于平衡状态，则轻杆两端对物体的弹力方向一定状态，则轻杆两端对物体的弹力方向一定沿杆方向。沿杆方向。（3 3）轻弹簧：弹簧对物体的力可能为支持）轻弹簧：弹簧对物体的力可能为支持力，也可能为拉力，但一定沿弹簧轴线方

3、力，也可能为拉力，但一定沿弹簧轴线方向。向。00yxFF0XF0YF0F二二、解析典型问题解析典型问题 滑动摩擦力的方向总是与物体滑动摩擦力的方向总是与物体“相对运动相对运动”的方向的方向相反。所谓相对运动方向，即是把与研究对象接触相反。所谓相对运动方向，即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的物体作为参照物，研究对象相对该参照物运动的方向。当研究对象参与几种运动时，相对运动方向方向。当研究对象参与几种运动时，相对运动方向应是相对接触物体的合运动方向。静摩擦力的方向应是相对接触物体的合运动方向。静摩擦力的方向总是与物体总是与物体“相对运动趋势相对运动趋势”的方向相反。

4、所谓相的方向相反。所谓相对运动趋势的方向，即是把与研究对象接触的物体对运动趋势的方向，即是把与研究对象接触的物体作为参照物，假若没有摩擦力研究对象相对该参照作为参照物，假若没有摩擦力研究对象相对该参照物可能出现运动的方向。物可能出现运动的方向。 sinFmgfsinFmgfACB F 图1 ABC V1 V2CAB 图图3分析与解：物体相对钢板具有分析与解：物体相对钢板具有向左的速度分量向左的速度分量V1V1和侧向的速和侧向的速度分量度分量V2V2，故相对钢板的合速，故相对钢板的合速度度V V的方向如图的方向如图4 4所示，滑动摩所示，滑动摩擦力的方向与擦力的方向与V V的方向相反。的方向相反

5、。根据平衡条件可得根据平衡条件可得: : F=fcos=mg 从上式可以看出：钢板的速度从上式可以看出：钢板的速度V1V1越越大，拉力大，拉力F F越小。越小。 V1V2 f 图图4VVVV22212 对于对于m1处于平衡时处于平衡时k1k1弹簧的压缩的形变量为弹簧的压缩的形变量为x1x1则由平衡条件则由平衡条件得得: :m m1 1g=kg=k1 1x x1- 1- 现在向上提木块现在向上提木块m1m1到它刚离开弹簧时形变量到它刚离开弹簧时形变量x1x1消失消失, ,对木块对木块m m2 2此时又处于新的平衡状态，设弹簧此时又处于新的平衡状态，设弹簧k k2 2的形变量为的形变量为XX2,2

6、,则则有有:m:m2 2g=kg=k2 2XX2- 2- 由由 式可解得木块式可解得木块m2m2向上移向上移动的距离动的距离niiF1ABC ABC fmgFsin FF2F1的方向图9FF1F2F1，F2，图10 ABC ABC fmgFsin图11OFO，图图12ABC ABCfmgFsinN1 N2，图图13N2N1，mgN1图图14N2mgF 图图15FRABC ABCfmgFsin图图16FABABPQ图17NBAQ图图18OPmgHFRLFRNHmgABOCG图图19aABC ABCfmgFsin0cos01SPMgNF1F3F2甲甲F3F2F1乙乙F3F2F1丙丙图图20ABC

7、ABC fmgFsin例例1616、如图、如图2121所示，三角形劈块放在粗糙的水平面所示，三角形劈块放在粗糙的水平面上，劈块上放一个质量为上，劈块上放一个质量为m m的物块，物块和劈块均处的物块，物块和劈块均处于静止状态，则粗糙水平面对三角形劈块：于静止状态，则粗糙水平面对三角形劈块：A A有摩擦力作用，方向向左；有摩擦力作用，方向向左；B B有摩擦力作用，方向向右；有摩擦力作用，方向向右；C C没有摩擦力作用；没有摩擦力作用；D D条件不足，无法判定条件不足，无法判定 （ ）图图21ABC ABCfmgFsinAB图图2222(M+m)gfFN图图23mgNF图图24ABC ABCfmgF

8、sin例例1515、（、（20042004年江苏高考试题）如图年江苏高考试题）如图2525所示，半径为所示，半径为R R、圆、圆心为心为O O的大圆环固定在竖直平面内，两个轻质小圆环套在大的大圆环固定在竖直平面内，两个轻质小圆环套在大圆环上一根轻质长绳穿过两个小圆环，它的两端都系上质圆环上一根轻质长绳穿过两个小圆环，它的两端都系上质量为量为m m的重物，忽略小圆环的大小。（的重物，忽略小圆环的大小。（1 1）将两个小圆环固定）将两个小圆环固定在大圆环竖直对称轴的两侧在大圆环竖直对称轴的两侧=30=30的位置上的位置上( (如图如图25)25)在在两个小圆环间绳子的中点两个小圆环间绳子的中点C

9、C处，挂上一个质量处，挂上一个质量M M= =m m的重物，使两个小圆环间的绳子水平，然后无初速释放重物的重物，使两个小圆环间的绳子水平，然后无初速释放重物M M设绳子与大、小圆环间的摩擦均可忽略，设绳子与大、小圆环间的摩擦均可忽略，求重物求重物M M下降的最大距离下降的最大距离（2 2）若不挂重物）若不挂重物M M小圆环可以小圆环可以在大圆环上自由移动，且绳子与在大圆环上自由移动，且绳子与大、小圆环间及大、小圆环之间大、小圆环间及大、小圆环之间的摩擦均可以忽略，问两个小圆的摩擦均可以忽略，问两个小圆环分别在哪些位置时，系统可处环分别在哪些位置时，系统可处于平衡状态于平衡状态? ? mmOCR

10、图图25ABC ABCfmgFsin 分析与解：分析与解：(1)(1)重物向下先做加速运动，后做减速运动，当重物速度为重物向下先做加速运动，后做减速运动，当重物速度为零时，下降的距离最大设下降的最大距离为零时，下降的距离最大设下降的最大距离为h h，由机械能守恒定律得，由机械能守恒定律得: : 解得解得 （另解（另解h=0h=0舍去）舍去）(2)(2)系统处于平衡状态时，两小环的可能位置为系统处于平衡状态时，两小环的可能位置为: :a a两小环同时位于大圆环的底端两小环同时位于大圆环的底端b b两小环同时位于大圆环的顶端两小环同时位于大圆环的顶端c c两小环一个位于大圆环的顶端，另一个位于大圆

11、环的底端两小环一个位于大圆环的顶端，另一个位于大圆环的底端d d除上述三种情况外，根据对称性可知，系统如能平衡，则两小圆环的除上述三种情况外，根据对称性可知，系统如能平衡，则两小圆环的位置一定关于大圆环竖直对称轴对称设平衡时，两小圆环在大圆环竖位置一定关于大圆环竖直对称轴对称设平衡时，两小圆环在大圆环竖直对称轴两侧角的位置上直对称轴两侧角的位置上( (如图如图2626所示所示) )对于重物，受绳子拉力与重力对于重物，受绳子拉力与重力作用，有作用，有: : 对于小圆环，受到三个力的作用，水平绳子的拉力、竖直绳对于小圆环，受到三个力的作用，水平绳子的拉力、竖直绳子的拉力、大圆环的支持力子的拉力、大圆环的支持力. .两绳子的拉力沿大圆环切向的分力大小相等，两绳子的拉力沿大圆环切向的分力大小相等，方向相反方向相反 得得, , 而而 ，所以，所以 。sin)sin(222RRmgMghhRh2sinsinTT090045AB