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第一章: 力 物体的平衡,第4讲 共点力作用下的物体的平衡,重点难点诠释04,典型例题剖析09,目 录,重点难点诠释,跟踪练习1 以下四种情况中,物体处于平衡状态的有( ) A.竖直上抛物体达最高点时 B.做匀速圆周运动的物体 C.单摆摆球通过平衡位置时 D.弹簧振子通过平衡位置时,解析 竖直上抛物体在到达最高点时a=g,匀速圆周运动物体的加速度a=v2/R,单摆摆球通过平衡位置时,切向加速度a切=0,法向加速度a法=v2/R,合加速度a=v2/R,弹簧振子通过平衡位置时,a=0,故D正确.,答案 D,跟踪练习2 重力为G的均质杆一端放在粗糙的水平面上,另一端系在一条水平绳上,杆与水平面成角,如图所示,已知水平绳中的张力大小为F1,求地面对杆下端的作用力大小和方向?,重点难点诠释,重点难点诠释,解析 地面对杆的作用力是地面对杆的弹力和擦力的两个力的合力,这样杆共受三个彼此不平行的作用力,根据三力汇交原理知三力必为共点力,如图所示,设F与水平方向夹角为,根据平衡条件有: Fsin=G,Fcos=F1,,解得,答案 方向:与水平方向夹角为arctan ,且斜向上,跟踪练习3 如图所示,用个轻质三角支架悬挂重物,已知AB杆所受的最大压力为2000 N,AC 绳所受的最大拉力为1000 N, 角为30.为了不使支架断裂,则所悬的重物应当满足什么要求.,重点难点诠释,重点难点诠释,解析 将悬挂重物拉力F = G分解为水平方向分力F1和沿CA方向的分力F2,则根据三角关系可知F1F2=cos30= ,而AB、AC能承受的最大作用力之比为FmF2m=2 .当重物重力增加时,对AC拉力将先达到最大值,则应以AC拉力最大值来讨论重物的重力大小.Gm=F2msin30=500 N.所以重物重力G500 N.,答案 G500 N,例2 固定在水平面上光滑半球,半径为R,球心O的正上方固定一个小定滑轮,细线一端拴一小球,置于半球面的A点,另一端绕过C点,现缓慢地将小球从A点拉到B点,则此过程中,小球对半球的压力大小FN、细线的拉力大小F的变化情况是( ) A. FN变大,F不变 B. FN变小,F变大 C. FN不变,F变小 D. FN变大,F变小,典型例题剖析,典型例题剖析,解析 小球缓慢运动合力为零,由于重力G、半球的弹力FN、绳的拉力F的方向分别沿竖直方向、半径方向、绳收缩的方向,所以由G、FN、F组成的力的三角形与长度三角形AOC相似,所以有: 拉动过程中,AC变小,OC与R不变,所以FN不变,F变小.,答案 C,典型例题剖析,例4 一表面粗糙的斜面,放在水平光滑的地面上,如图所示, 为斜面的倾角. 斜面固定时,一质量为m的滑块恰好能沿斜面匀速下滑. 斜面不固定时,若用一推力F 作用于滑块,使之沿斜面匀速上滑.为了保持斜面静止不动,必须用一大小为F0=4mgcossin的水平力作用于斜面.求推力F的大小和方向.,典型例题剖析,解析 因物块恰好沿斜面匀速下滑,则对物块由平衡条件可得mgsin =mgcos 所以 =tan,设施加的推力F沿斜面方向的分量为Fx,垂直于斜面方向的分量为Fy,则物块受力如图(1)所示,其中N为斜面对物块的支持力,f为物块受到的摩擦力,由平衡条件可得 Fxmgsinf=0 NFymgcos=0 由滑动摩擦定律 f=N,典型例题剖析,对斜面受力分析,如图(2)所示,其中G为斜面体受到的重力,N0为地面对斜面的支持力,由平衡条件可得 F0=fcos+Nsin 联立上述方程可得Fx=3mgsin Fy=mgcos 所以施加的推力F的大小为: 它与水平方向夹角的正切值为 tan=Fy/Fx= cot,答案 mg 方向:与水平方向所成夹角为arctan( cot),1.答案 BC,适时仿真训练,2.答案 A,3.答案 AB,
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