湖南省长沙市长郡卫星远程学校高考物理 第2课时 力与物体的平衡课件1

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第第2课时力与物体的平衡课时力与物体的平衡重点知识诠释重点知识诠释一、共点力作用下物体的平衡条件是:一、共点力作用下物体的平衡条件是:物体物体所受的合外力为零,所受的合外力为零,F合合=0。我们可将其扩展为:。我们可将其扩展为:(1)物体受几个共点力的作用而平衡时,其中物体受几个共点力的作用而平衡时,其中任意一个力必定与余下的其他力的合力等值反向。任意一个力必定与余下的其他力的合力等值反向。(2)几个互不平行的力作用在物体上,物体若几个互不平行的力作用在物体上,物体若平衡,则这几个力必共点平衡,则这几个力必共点二、解决共点力平衡问题的基本思路:二、解决共点力平衡问题的基本思路:对研对研究对象进行受力分析,力合成或力分解,列平衡方究对象进行受力分析,力合成或力分解,列平衡方程。程。三、各种场力的特点:三、各种场力的特点:(1)电场力与带电粒子所处的运动状态无关,电场力与带电粒子所处的运动状态无关,任何带电粒子在电场中总会受到电场力的作用,任何带电粒子在电场中总会受到电场力的作用,在匀强电场中的电场力是一个恒力。在匀强电场中的电场力是一个恒力。(2)洛伦兹力与带电粒子所处的运动状态有洛伦兹力与带电粒子所处的运动状态有关,不是任何带电粒子在磁场中都会受到洛伦兹关,不是任何带电粒子在磁场中都会受到洛伦兹力的作用。当带电粒子的运动方向与磁场方向平力的作用。当带电粒子的运动方向与磁场方向平行时,不受磁场力的作用;当带电粒子的运动方行时,不受磁场力的作用;当带电粒子的运动方向与磁场方向垂直时,所受磁场的作用力最大;向与磁场方向垂直时,所受磁场的作用力最大;洛伦兹力的大小随速度的变化而变化。洛伦兹力的大小随速度的变化而变化。 (3)通电导线在磁场中或导体切割磁感通电导线在磁场中或导体切割磁感线运动时,磁场对电流有安培力,导体棒线运动时,磁场对电流有安培力,导体棒的运动会产生感应电流,从而使安培力发的运动会产生感应电流,从而使安培力发生变化,安培力的变化又影响导体棒的运生变化,安培力的变化又影响导体棒的运动,运动与安培力相互影响。动,运动与安培力相互影响。方法指津方法指津例例1.某缓冲装置可抽象成如图所示的简单模某缓冲装置可抽象成如图所示的简单模型。图中型。图中k1、k2为原长相等,劲度系数不同的轻为原长相等,劲度系数不同的轻质弹簧。下列表述正确的是质弹簧。下列表述正确的是( )A. 缓冲效果与弹簧的劲度系数无关缓冲效果与弹簧的劲度系数无关B. 垫片向右移动时,两弹簧产生的弹力大小垫片向右移动时,两弹簧产生的弹力大小相等相等C. 垫片向右移动时,两垫片向右移动时,两弹簧的长度保持相等弹簧的长度保持相等D. 垫片向右移动时,两垫片向右移动时,两弹簧的弹性势能发生改变弹簧的弹性势能发生改变一、弹力的分析与计算一、弹力的分析与计算方法指津方法指津例例1.某缓冲装置可抽象成如图所示的简单模某缓冲装置可抽象成如图所示的简单模型。图中型。图中k1、k2为原长相等,劲度系数不同的轻为原长相等,劲度系数不同的轻质弹簧。下列表述正确的是质弹簧。下列表述正确的是( )A. 缓冲效果与弹簧的劲度系数无关缓冲效果与弹簧的劲度系数无关B. 垫片向右移动时,两弹簧产生的弹力大小垫片向右移动时,两弹簧产生的弹力大小相等相等C. 垫片向右移动时,两垫片向右移动时,两弹簧的长度保持相等弹簧的长度保持相等D. 垫片向右移动时,两垫片向右移动时,两弹簧的弹性势能发生改变弹簧的弹性势能发生改变一、弹力的分析与计算一、弹力的分析与计算二、摩擦力的分析与计算二、摩擦力的分析与计算例例2.如图所示,物块如图所示,物块M通过与斜面平行的细通过与斜面平行的细绳与小物块绳与小物块m相连,斜面的倾角相连,斜面的倾角可以改变,讨可以改变,讨论物块论物块M对斜面的摩擦力大小,则有对斜面的摩擦力大小,则有( )A若物块若物块M保持静止,则保持静止,则角越大,摩擦角越大,摩擦力一定越大力一定越大B若物块若物块M保持静止,则保持静止,则角越大,摩擦角越大,摩擦力一定越小力一定越小C若物块若物块M沿斜面下沿斜面下滑,则滑,则角越大,摩擦力一角越大,摩擦力一定越大定越大D若物块若物块M沿斜面下沿斜面下滑,则滑,则角越大,摩擦力一定越小角越大,摩擦力一定越小二、摩擦力的分析与计算二、摩擦力的分析与计算例例2.如图所示,物块如图所示,物块M通过与斜面平行的细通过与斜面平行的细绳与小物块绳与小物块m相连,斜面的倾角相连,斜面的倾角可以改变,讨可以改变,讨论物块论物块M对斜面的摩擦力大小,则有对斜面的摩擦力大小,则有( )A若物块若物块M保持静止,则保持静止,则角越大,摩擦角越大,摩擦力一定越大力一定越大B若物块若物块M保持静止,则保持静止,则角越大,摩擦角越大,摩擦力一定越小力一定越小C若物块若物块M沿斜面下沿斜面下滑,则滑,则角越大,摩擦力一角越大,摩擦力一定越大定越大D若物块若物块M沿斜面下沿斜面下滑,则滑,则角越大,摩擦力一定越小角越大,摩擦力一定越小例例3.(2012山东)如图所示,两根轻质硬杆山东)如图所示,两根轻质硬杆OO1、OO2可绕其两端垂直纸面的水平轴可绕其两端垂直纸面的水平轴O、O1、O2转动,在转动,在O点悬挂一重物点悬挂一重物M,将两相同木块,将两相同木块m紧紧压在竖直挡板上,此时整个系统保持静止。压在竖直挡板上,此时整个系统保持静止。Ff表表示木块与挡板间摩擦力的大小,示木块与挡板间摩擦力的大小,FN表示木块与挡表示木块与挡板间正压力的大小。若挡板间的距离稍许增大板间正压力的大小。若挡板间的距离稍许增大后,系统仍静止且后,系统仍静止且O1、O2始终等高,则始终等高,则( )AFf变小变小BFf不变不变CFN变小变小DFN变大变大三、力的合成与分解三、力的合成与分解例例3.(2012山东)如图所示,两根轻质硬杆山东)如图所示,两根轻质硬杆OO1、OO2可绕其两端垂直纸面的水平轴可绕其两端垂直纸面的水平轴O、O1、O2转动,在转动,在O点悬挂一重物点悬挂一重物M,将两相同木块,将两相同木块m紧紧压在竖直挡板上,此时整个系统保持静止。压在竖直挡板上,此时整个系统保持静止。Ff表表示木块与挡板间摩擦力的大小,示木块与挡板间摩擦力的大小,FN表示木块与挡表示木块与挡板间正压力的大小。若挡板间的距离稍许增大板间正压力的大小。若挡板间的距离稍许增大后,系统仍静止且后,系统仍静止且O1、O2始终等高,则始终等高,则( )AFf变小变小BFf不变不变CFN变小变小DFN变大变大三、力的合成与分解三、力的合成与分解 (2013上海上海)两个共点力两个共点力F1、F2大小不同,大小不同,它们的合力大小为它们的合力大小为F,则,则 ( ) A. F1、F2同时增大一倍,同时增大一倍,F也增大一倍也增大一倍 B. F1、F2同时增加同时增加10N,F也增加也增加10N C. F1增加增加10N,F2减少减少10N,F一定不变一定不变 D. 若若F1、F2中的一个增大,中的一个增大,F不一定增大不一定增大 (2013上海上海)两个共点力两个共点力F1、F2大小不同,大小不同,它们的合力大小为它们的合力大小为F,则,则 ( ) A. F1、F2同时增大一倍,同时增大一倍,F也增大一倍也增大一倍 B. F1、F2同时增加同时增加10N,F也增加也增加10N C. F1增加增加10N,F2减少减少10N,F一定不变一定不变 D. 若若F1、F2中的一个增大,中的一个增大,F不一定增大不一定增大例例4.如图所示,将质量为如图所示,将质量为m的滑块放在倾角为的滑块放在倾角为的固定斜面上。滑块与斜面之间的动摩擦因数为的固定斜面上。滑块与斜面之间的动摩擦因数为。若滑块与斜面之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力大小若滑块与斜面之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力大小相等,重力加速度为相等,重力加速度为g,则,则( )A将滑块由静止释放,如果将滑块由静止释放,如果tan,滑块将下滑,滑块将下滑B给滑块沿斜面向下的初速给滑块沿斜面向下的初速度,如果度,如果tan,滑块将下滑,滑块将下滑B给滑块沿斜面向下的初速给滑块沿斜面向下的初速度,如果度,如果db)。将)。将a、b球依次放入一竖球依次放入一竖直放置、内径为平底圆筒内,如图所示,设直放置、内径为平底圆筒内,如图所示,设a、b两两球静止时对圆筒侧面的压力大小分别为球静止时对圆筒侧面的压力大小分别为f1和和f2,筒,筒底所受的压力大小为底所受的压力大小为F。已知重力。已知重力加速度大小为加速度大小为g。若所有接触都是。若所有接触都是光滑的,则光滑的,则( )A. F= ( ma+ mb ) g ; f1 = f2B. F=(ma+mb)g; f1f2C. magF (ma+mb)g; f1= f2D. magFdb)。将)。将a、b球依次放入一竖球依次放入一竖直放置、内径为平底圆筒内,如图所示,设直放置、内径为平底圆筒内,如图所示,设a、b两两球静止时对圆筒侧面的压力大小分别为球静止时对圆筒侧面的压力大小分别为f1和和f2,筒,筒底所受的压力大小为底所受的压力大小为F。已知重力。已知重力加速度大小为加速度大小为g。若所有接触都是。若所有接触都是光滑的,则光滑的,则( )A. F= ( ma+ mb ) g ; f1 = f2B. F=(ma+mb)g; f1f2C. magF (ma+mb)g; f1= f2D. magF(ma +mb)g; f1f2五、整体法与隔离法的应用五、整体法与隔离法的应用 如图,质量为如图,质量为mB24 kg的木板的木板B放在水平放在水平地面上,质量为地面上,质量为mA22 kg的木箱的木箱A放在木板放在木板B上。一根轻绳一端拴在木箱上。一根轻绳一端拴在木箱A上,另一端拴在上,另一端拴在天花板上,轻绳与水平方向的夹角为天花板上,轻绳与水平方向的夹角为37.已知木箱已知木箱A与木板与木板B之间的动摩擦因数之间的动摩擦因数10.5。现用水平方向大小为现用水平方向大小为200 N的力的力F将木板将木板B从木从木箱箱A下面匀速抽出下面匀速抽出(sin 370.6,cos 370.8,重力加速度重力加速度g取取10 m/s2),则木板,则木板B与地面之间的与地面之间的动摩擦因数动摩擦因数2的大小为的大小为() A. 0.3B. 0.4 C. 0.5 D. 0.6 如图,质量为如图,质量为mB24 kg的木板的木板B放在水平放在水平地面上,质量为地面上,质量为mA22 kg的木箱的木箱A放在木板放在木板B上。一根轻绳一端拴在木箱上。一根轻绳一端拴在木箱A上,另一端拴在上,另一端拴在天花板上,轻绳与水平方向的夹角为天花板上,轻绳与水平方向的夹角为37.已知木箱已知木箱A与木板与木板B之间的动摩擦因数之间的动摩擦因数10.5。现用水平方向大小为现用水平方向大小为200 N的力的力F将木板将木板B从木从木箱箱A下面匀速抽出下面匀速抽出(sin 370.6,cos 370.8,重力加速度重力加速度g取取10 m/s2),则木板,则木板B与地面之间的与地面之间的动摩擦因数动摩擦因数2的大小为的大小为() A. 0.3B. 0.4 C. 0.5 D. 0.6考点限时训练考点限时训练1.大小均为大小均为10N的两个力合成,下列关的两个力合成,下列关于合力大小与两力夹角对应关系正确的是于合力大小与两力夹角对应关系正确的是( )A. 夹角为夹角为60时,合力为时,合力为10NB. 夹角为夹角为90时,合力为时,合力为20NC. 夹角为夹角为120时,合力为时,合力为10ND. 任何情况下,合力为任何情况下,合力为20N2.某班级同学要调换座位,一同学用斜向上某班级同学要调换座位,一同学用斜向上的拉力拖动桌子沿水平地面匀速运动,则下列说的拉力拖动桌子沿水平地面匀速运动,则下列说法一定正确的是法一定正确的是( )A. 拉力的水平分力等于桌子所受的合力拉力的水平分力等于桌子所受的合力B. 拉力的竖直分力等于桌子所受重力的大小拉力的竖直分力等于桌子所受重力的大小C. 拉力与摩擦力的合力大小等于重力大小拉力与摩擦力的合力大小等于重力大小D. 只要桌子运动方向不变,无论沿水平地面只要桌子运动方向不变,无论沿水平地面怎样运动,拉力与重力的合力方向一定不变怎样运动,拉力与重力的合力方向一定不变3. 如图所示,物体如图所示,物体b叠放在物体叠放在物体a上,上,a、b的质量均为的质量均为m,且上、下表面均与斜面平行,且上、下表面均与斜面平行,它们以共同速度沿倾角为它们以共同速度沿倾角为的固定斜面的固定斜面c匀速匀速下滑,则下滑,则( )A. a、b间没有静摩擦力间没有静摩擦力B. a受到受到b的静摩擦力方向沿斜面向上的静摩擦力方向沿斜面向上C. a受到斜面的滑动受到斜面的滑动摩擦力大小为摩擦力大小为mgsinD. a与斜面间的动摩与斜面间的动摩擦因数擦因数=tan4.为了节省能量,某商场安装了智能化的电为了节省能量,某商场安装了智能化的电动扶梯,无人乘行时,扶梯运转得很慢;有人站上动扶梯,无人乘行时,扶梯运转得很慢;有人站上扶梯时,它会先慢慢加速,再匀速运转,一顾客乘扶梯时,它会先慢慢加速,再匀速运转,一顾客乘扶梯上楼,恰好经历了这两个过程,如图所示,那扶梯上楼,恰好经历了这两个过程,如图所示,那么下列说法中正确的是么下列说法中正确的是A. 顾客始终受到三个力的作用顾客始终受到三个力的作用B. 扶梯由加速变为匀速,顾客所受支持力的扶梯由加速变为匀速,顾客所受支持力的大小和方向都会发生变化大小和方向都会发生变化C. 顾客对扶梯作用力的方顾客对扶梯作用力的方向先指向左下方,再竖直向下向先指向左下方,再竖直向下D. 顾客对扶梯作用力的方顾客对扶梯作用力的方向先指向右下方,再竖直向下向先指向右下方,再竖直向下5如图所示,如图所示,A、B两球用劲度系数为两球用劲度系数为k1的的轻弹簧相连,轻弹簧相连,B球用长为球用长为L的细线悬于的细线悬于O点,点,A球固球固定定O点正下方,且点正下方,且O、A间的距离恰为间的距离恰为L,此时绳子,此时绳子所受的拉力为所受的拉力为F1,现把,现把A、B间的弹簧换成劲度系间的弹簧换成劲度系数为数为k2的轻弹簧,仍使系统平衡,此时绳子所受的轻弹簧,仍使系统平衡,此时绳子所受的拉力为的拉力为F2,则,则F1与与F2的大小关系为的大小关系为( )AF1F2CF1=F2D因因k1、k2大小关大小关系未知,故无法确定系未知,故无法确定6. 如图所示,小圆环如图所示,小圆环A吊着一个质量为吊着一个质量为m2的物的物块并套在另一个竖直放置的大圆环上,有一细线一块并套在另一个竖直放置的大圆环上,有一细线一端拴在小圆环端拴在小圆环A上,另一端跨过固定在大圆环最高点上,另一端跨过固定在大圆环最高点B的一个小滑轮后吊着一个质量为的一个小滑轮后吊着一个质量为m1的物块。如果小的物块。如果小圆环、滑轮、绳子的大小和质量以及相互之间的摩圆环、滑轮、绳子的大小和质量以及相互之间的摩擦都可以忽略不计,绳子又不可伸长,若平衡时弦擦都可以忽略不计,绳子又不可伸长,若平衡时弦AB所对应的圆心角为所对应的圆心角为,则两,则两物块的质量比物块的质量比m1:m2应为应为( )2cos2 .D 2sin2 .C2sin.B 2cos.A 7如图所示,质量为如图所示,质量为m的物体的物体A压在放于地压在放于地面上的竖直轻弹簧面上的竖直轻弹簧B上,现用细绳跨过定滑轮将物上,现用细绳跨过定滑轮将物体体A与另一轻弹簧与另一轻弹簧C连接,当弹簧连接,当弹簧C处于水平位置处于水平位置且右端位于且右端位于a点时,弹簧点时,弹簧C刚好没有发生变形,已刚好没有发生变形,已知弹簧知弹簧B和弹簧和弹簧C的劲度系数分别为的劲度系数分别为k1和和k2,不计,不计定滑轮、细绳的质量和摩擦。将定滑轮、细绳的质量和摩擦。将弹簧弹簧C的右端由的右端由a点沿水平方向拉点沿水平方向拉到到b点时,弹簧点时,弹簧B刚好没有变形,刚好没有变形,则则a、b两点间的距离为两点间的距离为_8. 如图所示,电阻不计的平行金属导轨如图所示,电阻不计的平行金属导轨固定在一绝缘斜面上,两相同的金属导体棒固定在一绝缘斜面上,两相同的金属导体棒a、b垂直于导轨静止放置,且与导轨接触良垂直于导轨静止放置,且与导轨接触良好,匀强磁场垂直穿过导轨平面。现用一平好,匀强磁场垂直穿过导轨平面。现用一平行于导轨的恒力行于导轨的恒力F作用在作用在a的中点,使其向上的中点,使其向上运动,若运动,若b始终保持静止,则它所受摩擦力可始终保持静止,则它所受摩擦力可能为能为( )A. 变为变为0B. 先减小后不变先减小后不变C. 等于等于FD. 先增大再减小先增大再减小
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