力--物体平衡讲义

Evaluation Warning: The document was created with Spire.Doc for .NET.一 、力 物体的的平衡难难点突破破与方法法讲解一、摩擦力力的方向向判断和和大小的的计算方方法摩擦力是高高中物理理学习的的一个难难点，也也是历届届高考考考查的热热点。结结合平衡衡条件或或牛顿第第二定律律的知识识，就可可以准确确判断摩摩擦力的的方向和和计算摩摩擦力的的大小。 1. 静摩擦擦力（1）静摩摩擦力的的方向判判断方法法静摩擦力方方向总是是跟物体体的相对对运动趋趋势方向向相反，它它跟物体体的运动动方向无无关。因因此判断断静摩擦擦力方向向的关键键是弄清清“相对运运动趋势势方向”，具体操操作时采采用化“静”为“动”的思路路：假设设研究对对象与被被接触物物体之间间光滑，若若它们之之间发生生相对滑滑动，则则其相对对滑动方方向便是是原先的的相对运运动趋势势方向；若它们们之间不不发生相相对滑动动，则说说明它们们之间原原先并无无相对运运动趋势势例1. 如如图所示示，两个个重叠在在一起的的滑块AA和B放在倾倾角为的斜面面上，已已知两滑滑块一起起匀速沿沿斜面滑滑下，在在下滑过过程中，滑滑块B受到的的摩擦力力的方向向为_。（2）静摩摩擦力大大小的计计算方法法正压力是静静摩擦力力产生的的条件之之一，但但静摩擦擦力的大大小与正正压力无无关（最最大静摩摩擦力除除外）。当物体处于平衡状态时，静摩擦力的大小由平衡条件来求；而物体处于非平衡状态的某些静摩擦力的大小应由牛顿第二定律来求。例2.两个个等大的的水平力力F分别作作用在BB和C上.A、B、C都处于于静止状状态。各各接触面面与水平平地面平平行.A、C间的摩摩擦力大大小为_，B、C间的摩摩擦力大大小为_，C与地面面间的摩摩擦力大大小为_。2. 滑动动摩擦力力方向的的判断和和大小的的有关因因素（1）掌握握滑动摩摩擦力方方向的判判断滑动摩擦力力的方向向总是与与物体“相对运运动”的方向向相反。所所谓相对对运动方方向，即即是把与与研究对对象相接接触的物物体作为参参照物，研研究对象象相对该该参照物物运动的的方向。当当研究对对象参与与几种运运动时，相相对运动动方向应应是相对对接触物物体的合合运动方方向。例3. 如如图所示示，质量量为m的物体体放在水水平放置置的钢板板上，与与钢板有有滑动摩摩擦力。由由于受到到相对于于地面静静止的光光滑导槽槽的控制制，物体体只能沿沿水平导导槽运动动。现使使钢板以以速度向向右运动动，同时时用力拉拉动物体体（方向向沿导槽槽方向）使使物体以以速度沿沿导槽运运动，则则物体所所受的摩摩擦力方方向如何何？（2）弄清清滑动摩摩擦力大大小的有有关因素素当物体间存存在滑动动摩擦力力时，其其大小即即可由公公式计算算，由此此可看出出它只与与接触面面间的动动摩擦因因数及正正压力有有关，而而与相对对运动速速度大小小、接触触面积的的大小无无关。例3. 质质量为mm，长为为L的均匀匀长方体体木块放放在水平平桌面上上，木块块与桌面面间的动动摩擦因因数为，现在在用水平平推力FF推木块块，当木木块经过过图5所示的的位置时时，桌面面对它的的摩擦力力大小为为_。 二、用用平衡条条件解题题时对力力处理的的思维方方法归纳纳 1. 正交分分解法 物体受受到三个个或三个个以上的的力作用用时，常常用正交交分解法法列平衡衡方程，形形式为。为简化化解题步步骤，坐坐标系的的建立应应达到尽尽量少分分解力的的要求。 例4. 如图所所示，重重物的质质量为mm，轻细细绳AOO与BO的A端、B端是固固定的，平平衡时AAO是水水平的，BO与水平面夹角为，AO的拉力和BO的拉力的大小是（ ）A. B. CC. D. 2. 力的的合成法法物体在受到到三个共共点力的的作用下下处于平平衡状态态，则任任意两个个力的合合力必定定与第三三个力大大小相等等，方向向相反。力力的合成成法是解解决三力力平衡的的基本方方法。（见见例4）3. 力的的三角形形法（图图解法）对受三力作作用而平平衡的物物体，将将力平移移后，这这三个力力便组成成一个首首尾依次次相接的的封闭的的力三角角形。力力三角形形在处理理静态平平衡和动动态平衡衡问题中中时常用用到。例5. 如如图所示细细绳AOO、BO等长长，A点固定不不动，在在手持BB点沿圆圆弧向CC点缓慢慢运动过过程中，绳绳BO的张张力将（ ） AA. 不不断变大大B. 不断变变小 CC. 先先变大再再变小D. 先变小小再变大大4. 相似似三角形形法物理上的矢矢量可用用有向线线段表示示，矢量量的合成成与分解解又遵守守平行四四边形定定则或三三角形定定则，这这样就构构成一个个矢量三三角形（平平行四边边形可分分为两个个三角形形），如如果能找找到一个个由已知知量作为为边构成成的三角角形与之之相似，那那么“相似三三角形的的对应边边成比例例”，这一一知识就就可用于于处理物物理问题题。例6. 绳绳子一端端拴着一一小球，另另一端绕绕在钉子子上，小小球放在在一光滑滑的大半半球上静静止，如如图所示示。由于于某种原原因，小小球缓慢慢地沿球球面向下下移动，在在此过程程中，球球面的支支持力和和绳子的的拉力如如何变化化？5. “整整体法”和“隔离法”对于连接体体的平衡衡问题，在在不涉及及物体间间相互作作用的内内力时，应应首先考考虑整体体法，其其次再考考虑隔离离法。有有时一道道题目的的求解要要整体法法、隔离离法交叉叉运用。例7. 用用轻质细细线把两两个质量量未知的的小球悬悬挂起来来，如图图所示，今今对小球球a持续施施加一个个向左偏偏下300的恒力力，对小小球b持续施施加一个个向右偏偏上300的同样样大的恒恒力，最最后达到到平衡，表表示平衡衡状态的的图中正正确的是是（ ） 【自我检测测】 小试试身手 轻松过过关1、如图所所示，伸伸长的轻轻弹簧一一端与物物体C相连，另另一端固固定于A点，系系统静止止在粗糙糙的斜面面上。则则物体CA、一定受受到沿斜斜面向上上静摩擦擦力B、一定受受到沿斜斜面向下下静摩擦擦力C、一定不不受摩擦擦力 D、以上三三种情况况均有可可能2、如图所所示,CC是水平平地面AA、B是长方方形的物物块，FF是作用用在B上沿水水平方向向的力，物物块A和B以相同同的速度度做匀速速直线运运动，由由此可知知，A、和B、B和C之间的的动摩擦擦因素1、2可能是是 （ ）A、 110 20 B10 20C 110 2 0 D10 203、如图所所示，质质量200kg的的物体在在动摩擦擦因素为为0.11的水平平面上向向右运动动,在运动动过程中中受到水水平向左左、大小小为100N的拉拉力作用用，则物物体所受受的摩擦擦力为（g10m/s2） ( ) A10NN 向向右 B10NN 向左左C20NN 向向右 D20NN 向左左4、如图所所示，质质量为mm的木块块P在质量量为M的长木木板abb上滑行行，长木木板放在在水平地地面上一一直处于于静止状状态若若长木板板ab与地地面间的的动摩擦擦因数为为1，木块块P与长木木板abb间的动动摩擦因因数为2，则长长木板aab受到地地面的摩摩擦力大大小为 ( )A1MMg B1(mM)gC2mmg D1Mg2mg5、如图所所示，一一固定斜斜面上两两个质量量相同的的小物块块A和B紧挨着着匀速下下滑，AA与B的接触触面光滑滑已知知A与斜面面之间的的动摩擦擦因数是是B与斜面面之间动动摩擦因因数的2倍，斜斜面倾角角为，B与斜面面之间的的动摩擦擦因数是是 ()A.tann B.ccot CCtann Dcott6、一轻杆杆BO，其其O端用光光滑铰链链铰于固固定竖直直杆AOO上，B端挂一一重物，且且系一细细绳，细细绳跨过过杆顶AA处的光光滑小滑滑轮，用用力F拉住，如如图9所示现将细细绳缓慢慢往左拉拉，使杆杆 BO与杆杆AO间的的夹角逐渐减减小，则则在此过过程中，拉拉力F及杆BOO所受压压力FN的大小小变化情情况是 ()AFN先先减小，后后增大 BFN始终不不变CF先减减小，后后增大 DDF逐渐减减小7、放在水水平地面面上的物物体M上表面面有一物物体m,m与M之间有有一处于于压缩状状态的弹弹簧,整个装装置处于于静止状状态,如图所所示,则关于于M和m受力情情况的判判断,正确的的是:( )A.m受到到向右的的摩擦力力B.M受到到m对它向向左的摩摩擦力C.地面对对M的摩擦擦力方向向右D.地面对对M不存在在摩擦力力作用8、长直木木板的上上表面的的一端放放置一个个铁块,木板放放置在水水平面上上,将放置置铁块的的一端由由水平位位置缓慢慢地向上上抬起,木板另另一端相相对水平平面的位位置保持持不变,如图所所示.铁块受受到的摩摩擦力ff随木板板倾角变化的的图线可可能正确确的是（设设最大静静摩擦力力的大小小等于滑滑动摩擦擦力大小小） ( )9、如图所所示,位于水水平桌面面上的物物块P,由跨过定定滑轮的的轻绳与与物块QQ相连,从滑轮轮到P和到Q的两段段绳都是是水平的的,已知Q与P之间以以及P与桌面面之间的的动摩擦擦因数都都是,两物块块的质量量都是mm,滑轮的的质量、滑滑轮轴上上的摩擦擦都不计计.若用一一水平向向右的力力F拉P使它做做匀速运运动,则F的大小小为 ( ) A.4mg B.3mg C.2mg D.mg10、如图图所示,一个质质量为mm=2.0 kg的物物体,放在倾倾角为=300的斜面面上静止止不动.若用竖竖直向上上的力FF=5.0 NN提物体体,物体仍仍静止,下述结结论正确确的是（ ） A.物体受受到的合合外力减减小5.00 N B.物体受受到的摩摩擦力减减小5.00 NC.斜面受受到的压压力减小小5.00 N DD.物体对对斜面的的作用力力减小5.00 N11、如图图所示,小船用用绳索拉拉向岸边边,设船在在水中运运动时所所受水的的阻力不不变,那么小小船在匀匀速靠岸岸过程中中,下面说说法哪些些是正确确的（ ）A.绳子的的拉力FF不断增增大 BB.绳子的的拉力FF不变C.船所受受的浮力力不断减减小 D.船所受受的浮力力不断增增大 122、如图所所示，竖竖直放置置的轻弹弹簧一端端固定在在地面上上，另一一端与斜斜面体P连接，P的斜面面与固定定挡板MN接触且且处于静静止状态态，则斜斜面体P此刻所所受的外外力个数数有可能能为 ()A.2个B.3个 C .4个 D.5个 13、有一一个直角角支架AOB，如图1所示，AO水平放放置，表表面粗糙糙，OB竖直向向下放置置，表面面光滑，AO上套有有小环P，OB上套有有小环Q，两环环质量都都为m，两环环间由一一根质量量可以忽忽略、长长度不能能伸长的的细绳相相连，并并在某一一位置平平衡，现现将P环向左左移动一一小段距距离，两两环再次次达到平平衡，那那么将移移动后的的平衡状状态和原原来的平平衡状态态比较，AO杆对P环的支支持力FN和细绳绳上的拉拉力FT的变化化情况（） A.FN不变，FT变大 B.FN不变，FT变小 C.FNN变大，FT变大 D.FFN变大，FT变小 14、如图图所示，用与竖直方向成角（45）的倾斜轻绳和水平轻绳共同固定一个小球，这时绳的拉力为.现保持小球在原位置不动，使绳在原竖直平面内逆时转过角固定，绳的拉力变为；再转过角固定，绳的拉力为，则（ ） .= . .= .绳的的拉力减减小15、如图所所示，质质量为mm，横截截面为直直角三角角形的物物块ABBC，ABCC，AB边靠靠在竖直直墙面上上，F是垂直直于斜面面BC的推推力，现现物块静静止不动动，则摩摩擦力的的大小为为_。16、如图图所示,物体A重1000 N,物体B重20 N,A与水平平桌面间间的最大大静摩擦擦力是30 N,整个系系统处于于静止状状态,这时A受到的静静摩擦力力是多大大?如果逐逐渐加大大B的重力,而仍保保持系统统静止,则B物体重重力的最最大值是是多少?17、在两两块相同同的竖直直木板间间，有质质量均为为m的四块块相同的的砖，用用两个大大小均为为F的水平平力压木木板，使使砖静止止不动，则则第二块块砖对第第三块砖砖的摩擦擦力是多多少？18、如图图所示，吊吊篮重2200NN，人重重5000N，绳绳子质量量及与滑滑轮间的的摩擦不不计，当当此人用用1000N的力力拉绳子子时，地地面对篮篮的支持持力是多多少？篮篮底板对对人的支支持力是是多少？要使篮篮离地上上升，此此人的拉拉力至少少是多