物理必修1 4.1《共点力作用下物体的平衡》1

欢迎进入物理课堂 作用在物体的同一点 或作用线相交于一点的几个力称为共点力 一 共点力 G F2 F1 F f N G 为了明确表示物体所受的共点力 在作示意图时 可以把这些力的作用点画到它们作用线的公共交点上 在不考虑物体转动的情况下 物体可以当作质点看待 所以力的作用点都可以画在受力物体的重心上 第1节共点力作用下物体的平衡 平衡状态 物体处于静止或者匀速直线运动的状态叫做平衡状态 二 寻找共点力的平衡条件 平衡条件 在共点力作用下物体的平衡条件是合力等于零 静止在桌面上的木块 匀速行驶的汽车 静止在斜面上的木块 三 学以致用 1 质量为m的木块在与水平方向成 角的推力F的作用下 在水平地面上作匀速运动 已知木块与地面间的摩擦因数为 那么木块受到的滑动摩擦力为 A mgB mg Fsin C mg Fsin D Fcos 此题答案 B D 第五节共点力的平衡条件 2 某公园要在儿童乐园中建一座滑梯 已知斜面与物体间滑动摩擦因数 0 75 那么倾角 至少要多少度儿童在斜面上才可以由静止开始滑下 此题答案 倾角 至少要37 3 在竖直墙壁上 用斜向上的恒力按着一重为G的木块沿墙壁作匀速运动 F与竖直方向的夹角为 求滑动摩擦因数 此题答案 4 如图所示 斜面倾角 木块M和斜面间滑动摩擦因数为 问物体m质量多大时 才能使木块匀速运动 此题答案 当物体处于平衡状态时 它所受的某一个力与它受的其余的力的合力等值反向 重要推论 共点力的平衡解题方法小结 1 正确选取研究对象 2 隔离物体 分析物体的受力 画出受力图 3 根据作用效果 准确进行力的分解 4 根据平衡条件 列方程求解 正交分解法解平衡问题的一般思维程序为 选择研究对象 处于平衡状态下的物体 对研究对象进行受力分析 画好受力图 建立直角坐标系 原则是尽量减少力的分解 根据平衡条件布列方程 解方程 组 必要时验证结论 此方法是力学解题中应用最普遍的方法 应注意学习 共点力作用下物体的平衡条件是 F合 0 在建立直角坐标系时 要考虑尽量减少力的分解 正交分解法把矢量运算转化成标量运算 极大的降低了数学应用的难度 正交分解法 5 三段不可伸长的细绳OA OB OC能承受的最大拉力相同 它们共同悬挂一重物 如图示 其中OB是水平的 A端 B端固定 若逐渐增加C端所挂物体的质量 则最先断的绳 必定是OA 必定是OB 必定是OC 可能是OB 也可能是OC 此题答案 A 6 如图所示 质量为m的物体放在倾角为 的斜面上 它与斜面的滑动摩擦因数为 在水平推力的作用下 物体沿斜面向上匀速滑动 则物体所受的摩擦力为 A mgcos B mgcos Fsin C mgcos Fsin D Fcos mgsin 此题答案 B C 7 如图所示 斜面倾角为 物体A质量为m 沿斜面匀速下滑 板B静止 B和A的质量相等 若A与B间 A与斜面间的滑动摩擦因数相同 求绳上的拉力 此题答案 例题1 如右图所示 重力为G的电灯通过两根细绳OB与OA悬挂于两墙之间 细绳OB的一端固定于左墙B点 且OB沿水平方向 细绳OA挂于右墙的A点 1 当细绳OA与竖直方向成 角时 两细绳OA OB的拉力FA FB分别是多大 分析与解 根据题意 选择电灯受力分析 它分别受到重力G 两细绳OA OB的拉力FA FB 可画出其受力图 由于电灯处于平衡状态 则两细绳OA OB的拉力FA FB的合力F与重力大小相等 方向相反 构成一对平衡力 FA G CoS FB G Cot 根据力的三角关系可得 2 保持O点和细绳OB的位置 在A点下移的过程中 细绳OA及细绳OB的拉力如何变化 3 保持O点和绳OA的位置 在B点上移的过程中 细绳OA及细绳OB的拉力如何变化 FA FB不断增大 分析与解 在B点上移的过程中 应用力的图解法 可发现两细绳OA OB的拉力变化规律 FA不断减小 FB先减小后增大 例题8 如右图所示 重力为G的电灯通过两根细绳OB与OA悬挂于两墙之间 细绳OB的一端固定于左墙B点 且OB沿水平方向 细绳OA挂于右墙的A点 1 当细绳OA与竖直方向成 角时 两细绳OA OB的拉力FA FB分别是多大 FA G CoS FB G Cot 例题9 如右图所示 长为5m的细绳 两端分别系于竖立地面相距为4m的两杆A B点 绳上挂一个光滑的轻质滑轮 其下端连着一重为6N的物体 1 平衡时 绳中的拉力多大 2 细绳的长度保持不变 当A点缓缓下移的过程中 绳中的拉力如何变化 分析与解 绳子的拉力是指绳子的内部的弹力 绳子通过滑轮拉物体 滑轮两边绳子的拉力大小相等 即FA FB 根据平衡的特点 由力的几何结构可知 2 细绳的长度保持不变 当A点缓缓下移的过程中 由力的矢量三角形保持不变 则绳中的拉力不变 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全