《共点力平衡中的“两类”典型问题》课件

拓展课二共点力平衡中的“两类”典型问题1.能对共点力的平衡的综合性问题进行分析.2.会用整体法与隔离法处理平衡问题，体会整体法和隔离法在解决物体平衡问题中的重要性.3.知道处理物体平衡的临界、极值问题的常用方法．关键能力·合作探究——突出综合性素养形成类型一多个物体的平衡问题归纳总结1.当系统处于平衡状态时，组成系统的每个物体都处于平衡状态，选取研究对象时要注意整体法和隔离法的结合．一般地，当求系统内部间的相互作用力时，用隔离法；求系统受到的外力时，用整体法，具体应用中，应将这两种方法结合起来灵活运用．2．应用整体法与隔离法处理平衡问题方法整体法隔离法选用原则研究系统外的物体对系统整体的作用力研究系统内物体之间的相互作用力注意问题进行受力分析时不需再考虑系统内物体间的相互作用一般隔离受力较少的物体说明解决实际问题时常交替使用整体法与隔离法

【答案】

D【解析】将两个小球与弹簧B作为一个整体，受力情况如图所示．由平衡条件知，FAsin30°＝FC解得FA＝2FC，即弹簧A、C的伸长量之比为2∶1.针对训练1

如图所示，是杂技节目表演中的一个高难度动作，在水平台面上，左侧演员身体悬空，右侧演员脚着地，两人用手互拉且躯干几乎成水平，两个演员均保持静止状态．已知左侧演员所受的重力大小为G，则(

)A.右侧演员对左侧演员的作用力大小等于GB．右侧演员受到表演台向左的摩擦力C．左侧演员对右侧演员的作用力大小大于GD．如果左侧演员脚部缓慢上翘，则右侧演员对左侧演员的作用力逐渐增大答案：A解析：两个演员皆静止，处于平衡状态，则合力为0.左侧演员脚部缓慢上翘时也当作平衡状态处理．两者作为一个整体，没有向左或向右运动的趋势．针对训练2

(多选)如图所示，质量均为m的两木块a与b叠放在水平地面上，a、b分别受到两个水平拉力的作用，两力大小均为F，两木块保持静止状态，则(

)A．a、b之间一定存在静摩擦力B．b与地面之间一定存在静摩擦力C．b与地面之间一定不存在静摩擦力D．地面对b的支持力一定大于2mg答案：AC解析：由于两木块静止，对a进行受力分析可知，a受向右的拉力作用而有向右的运动趋势，故a一定受到b对a的静摩擦力作用，选项A正确；对a、b整体分析可知，整体受水平方向上的拉力的合力为零，故b与地面间没有摩擦力，选项B错误，C正确；对a、b整体分析可知，竖直方向不受外力，故地面对b的支持力一定等于2mg，选项D错误．类型二平衡状态下的临界与极值问题归纳总结1.临界问题的特点当某种物理现象(或物理状态)变为另一种物理现象(或另一种物理状态)时的转折状态叫临界状态．可理解成“恰好出现”或“恰好不出现”．2．常见临界和极值问题的情境及分析方法问题类型情境模型建构分析方法临界问题①轻绳恰好断开②刚好固定在某点涉及当某物理量发生变化时，会引起其他几个物理量的变化，从而使物体的平衡状态恰好出现的问题假设法解析法图解法极值问题①某力不能超过②两物体恰好脱离涉及在力的变化过程中的最大值或最小值的问题例2(多选)如图所示，物体的质量m＝4.4kg，用与竖直方向成θ＝37°的斜向右上方的推力F把该物体压在竖直墙壁上，使它静止在竖直的墙壁上．物体与墙壁间的动摩擦因数μ＝0.5，重力加速度g取10m/s2，最大静摩擦力与滑动摩擦力相等(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)，则推力F的大小可能是(

)A．22N

B．40NC．66ND．80N【答案】

BCD

针对训练3

如图所示，能承受最大拉力为10N的细线OA与竖直方向成45°角，能承受最大拉力为5N的细线OB水平，细线OC能承受足够大的拉力，为使OA、OB均不被拉断，OC下端所悬挂物体的最大重力是多少？答案：5N

答案：ABD

1.摩擦力的突变(1)静摩擦力大小或方向发生突变．(2)静摩擦力突然变为滑动摩擦力．(3)滑动摩擦力突然变为静摩擦力．可概括为“静—静”突变，“静—动”突变，“动—静”突变，其中相对滑动与相对静止的临界条件为静摩擦力恰好达到最大值．

【答案】

AD【解析】

A对，B错：由图乙知木箱受的最大静摩擦力为Ffm＝21N．C错，D对：当木箱运动后受的是滑动摩擦力，大小为Ff＝μmg＝20N，解得μ＝0.2.

【典例2】如图，甲、乙两图表示用同一套器材测量铁块P与长金属板之间的动摩擦因数的两种不同方法．已知铁块P所受重力大小为5N，甲图使金属板静止在水平桌面上，用手通过弹簧测力计向右拉P，使P向右运动；乙图把弹簧测力计的一端固定在墙上，用力水平向左拉金属板，使金属板向左运动．(1)你认为哪种方法较好？你判断的理由是【解析】

以铁块P为研究对象，显然，在甲图所示方法下，弹簧测力计对铁块P的拉力只有在铁块匀速前进时才等于滑动摩擦力的大小，但这种操作方式很难保证铁块P匀速前进．而在乙图所示方法下，不论金属板如何运动，铁块P总是处于平衡状态，弹簧测力计的示数等于铁块所受滑动摩擦力的大小，故第二种方法较好．(2)图中已经把两种方法中弹簧测力计的示数(单位：N)情况放大画出，则铁块P与金属板间的动摩擦因数为_____．0.49

素养训练1.如图所示，水平地面上有一重为40N的物体受到F1＝12N和F2＝6N的水平力作用而保持静止，可认为最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等．已知物体与水平地面间的动摩擦因数为μ＝0.2，求：

(1)此时物体所受摩擦力的大小和方向；(2)若将F1撤去，物体所受摩擦力的大小和方向；(3)若将F2撤去，物体所受摩擦力的大小和方向．答案：(1)6N水平向右(2)6N水平向左(3)8N水平向右解析：(1)物体受到静摩擦力和F1、F2的作用，处于静止状态，受力平衡，则有f＝F1－F2＝6N，方向水平向右；(2)设物体与地面间的最大静摩擦力为fm，则有fm＝μG＝8N，撤去F1，由于F2＝6N<fm，物体仍然静止，则物体所受静摩擦力f1应与F2平衡，大小为f1＝F2＝6N，方向水平向左；(3)若撤去F2，由于F1＝12N>fm，物体会向左运动，所受滑动摩擦力为f2＝μG＝8N，方向水平向右．2．[广州高一检测](多选)如图所示，质量为2kg的木块P放在质量为4kg的水平长木板上，向左抽动长木板时，木块P始终处于静止状态，此时弹簧测力计的指针在4N处．已知木块P与长板之间，长板与地面间动摩擦因数相同，g取10m/s2，由此可知(

)A．木块P受到的摩擦力大小为4N，方向向左B．长木板受到的摩擦力大小为4NC．长木板受到的摩擦力大小为12ND．长木板与地面间动摩擦因数为0.2答案：AD解析：A对：木块P受到的摩擦力等于弹簧测力计的拉力4N，方向向左．D对，B、C错：长木板受到的摩擦力大小为Ff＝μmg＋μ(m＋M)g

①又4N＝μmg

②解得μ＝0.2，Ff＝16N.评价检测·素养达标——突出创新性素养达标1.(多选)关于摩擦力，下列说法中正确的是(

)A．物体受到静摩擦力，就一定受到弹力B．两个物体之间的静摩擦力总是一个定值C．运动的物体可以受静摩擦力作用，静止的物体也可以受滑动摩擦力作用D．静摩擦力的大小与物体所受正压力成正比答案：AC解析：根据摩擦力的产生条件可知，物体受到静摩擦力作用，就一定受到弹力作用，故A正确；两个物体之间的静摩擦力是根据受力平衡来确定的，其值可能是变化的，故B错误；运动的物体可以受静摩擦力作用，静止的物体也可以受滑动摩擦力作用，比如正在传送带上斜向上匀速运行的物体，受到静摩擦力作用，但物体是运动的；在地面上滑动的物体，地面受到滑动摩擦力，而地面是静止的，故C正确；滑动摩擦力的大小与正压力成正比，静摩擦力的大小与外力有关，故D错误．2．[吉林长春外国语学校高一期中]放在水平地面上的木块受到一个水平拉力作用始终保持静止状态，下列说法正确的是(

)A．拉力越大，摩擦力越大B．拉力越大，摩擦力越小C．无论拉力大小如何，摩擦力都不变D．由于木块静止不动，所以木块不受摩擦力的作用答案：A解析：木块受到一个水平拉力作用保持静止状态，则拉力等于静摩擦力，则拉力越大，摩擦力越大．3．用拖把拖地时，如果发现某个地方的污渍特别顽固，我们常会使劲向下压拖把，这样就有可能把污渍清除．对于使劲向下压拖把的原因，下列解释最合理的是(

)A．将拖把中的水挤出，将污渍洗掉B．可以帮助人握紧拖把C．通过增大正压力从而增大拖把与地面之间的摩擦力D．没有任何作用答案：C解析：拖地时使劲向下压拖把，就是为了增加正压力从而增大拖把与地面之间的滑动摩擦力．4．下列图片中的人或物体没有利用摩擦力的是(

)答案：B解析：传送带将货物送到高处，依靠传送带给货物的静摩擦力，A错误；乘客在竖直上升电梯中，不满足摩擦力产生条件，即没有相对运动或相对运动趋势，因此乘客不受摩擦力作用，B正确；运动员跑步，脚底相对地面有向后运动的趋势，因此地面给人向前的静摩擦力，C错误；手拿住杯子，满足摩擦力产生的条件，杯子相对手有向下滑的趋势，因此手给杯子有向上的静摩擦力，D错误．5．用如图所示的装置研究静摩擦力，逐渐增大水平拉力，当弹簧测力计的示数小于10N时，物体保持静止；当弹簧测力计的示数等于10N时，物体恰好开始运动．下列说法正确的是(

)A．物体与桌面间的最大静摩擦力大小为10NB．物体与桌面间的静摩擦力大小和水平拉力大小无关C．当弹簧测力计的示数为15N时，物体仍受到静摩擦力作用D