2013届高考物理第一轮考点总复习课件22.ppt

力、物体的平衡力、物体的平衡4共点力的平衡共点力的平衡第二章1l一、共点力的平衡l1.几个力如果作用在物体的同一点，或者它们的作用线交于同一点，这几个力叫.l2.一个物体在共点力作用下，如果保持，就说物体处于平衡状态.l3.共点力作用下物体的平衡条件是.若将所有外力进行正交分解，则两个方向的合力都将为0.共点力共点力静止或匀速直线运动状态静止或匀速直线运动状态物体所受的合外力为物体所受的合外力为02l二、隔离法与整体法l1.涉及多个物体的系统的研究时，若选取系统中某一个或某一部分物体为分析对象，这种选择方法叫；若选取整个系统内所有物体为分析对象，这种选择对象的方法叫.隔离法隔离法整体法整体法3l2.隔离法与整体法往往同时应用l已知系统的外力，求系统内各物体的作用力往往先再；已知系统内各物体的作用力，求系统的所受的外力往往先再.整体整体隔离隔离整体整体隔离隔离4l多对象时，灵活运用隔离法和整体法分析物体的受力情况l如图2-4-1所示，位于水平桌面上的物块P，由跨过定滑轮的轻绳与物块Q相连，从滑轮到P和到Q的两段绳都是水平的.已知Q与P之间以及P与桌面之间的动摩擦因数都是，两物块的质量都是m,滑轮的质量、滑轮轴上的摩擦都不计.5l若用一水平向右的拉力F拉P使它做匀速运动，则拉力F的大小为()lA.4mgB.3mglC.2mgD.mg图图2416l设绳子张力为T,以物块Q为研究对象，则物块Q水平方向上受到绳子拉力和物块P对它的摩擦力，如图(甲)所示.由平衡条件得：f-T=0l以两个物块组成的系统为对象如图(乙)，由平衡条件得l F-2T-f=0l其中f=mg,f=2mg由以上方程联立得：F=4mg,故选项A正确.7l无论是运用平衡条件还是在下一章中运用牛顿运动定律，它们都是指外力所遵循的规律；因此运用隔离法和整体法分析受力时，需要注意以下事项：l(1)选取对象后分析受力时，只分析物体受到的外力，而不分析物体对其他物体的作用力；l(2)分析系统受到的外力而不分析系统内物体之间的内力.8l有一个直角支架AOB,AO水平放置且表面粗糙，OB竖直向下，表面光滑.AO上套有小环P,BO上套有小环Q，两环质量均为m,两环间由一根质量可以忽略、不可伸长的细绳相连，并在某一位置平衡图图2429l如图2-4-2所示.现将P环向左移一小段距离，两环再次达到平衡，那么将移动后的平衡状态和原来的平衡状态相比较，AO杆对P环的支持力N和细绳上的拉力T的变化情况是()lA.N不变，T变大lB.N不变，T变小lC.N变大，T变大lD.N变大，T变小10两环与绳整体分析可得两环与绳整体分析可得N等于两者的重力等于两者的重力之和，隔离之和，隔离Q，利用分解法得，利用分解法得T的竖直分力的竖直分力不变不变(等于等于Q的重力的重力)所以左移后所以左移后T变小变小11l如图2-4-3所示，重物的质量为m，轻细绳AO和BO的A端、B端是固定的，平衡时AO是水平的，BO与水平面的夹角为,关于AO的拉力F1和BO的拉力F2的大小正确的是()lA.F1=mgcoslB.F1=lC.F2=mgcoslD.F2=图图243处理平衡问题的常用方法处理平衡问题的常用方法12l解法一合成法l由平行四边形定则，作出F1、F2的合力F12，如图a所示，又考虑到F12=mg,解直角三角形得，故选项D正确.13l解法二分解法l用效果分解法求解.F2共产生两个效果，一个是水平方向沿AO拉绳AO，另一个是拉着竖直方向的绳子.如图b所示，将F2分解在这两个方向上，结合力的平衡等知识解得l；l显然，也可以按mg(或F1)产生的效果分解mg(或F1)来求解此题.14l解法三正交分解法l将O点受的力沿水平方向、竖直方向正交分解，如图c所示.由力的平衡条件得F2cos-F1=0,F2sin-mg=0,l解得，.15l三种方法灵活选用，一般情况下物体受三个力而平衡时常用合成法或分解法，而物体受到的力较多而平衡时常用正交分解法.进行正交分解时应让更多的力方向与坐标轴重合，使需要分解的力更少.16如图如图244所示，在固定的斜面上有一质量所示，在固定的斜面上有一质量m=3kg的物体，当用水平力的物体，当用水平力F=20N推动物体推动物体时，物体沿斜面匀速上升，已知斜面时，物体沿斜面匀速上升，已知斜面h=1m，边长边长d=2m，试求物体与斜面间动摩擦因数，试求物体与斜面间动摩擦因数图24417物体沿斜面匀速上升，处于平衡状态物体沿斜面匀速上升，处于平衡状态物体所受到的合外力应等于零物体受物体所受到的合外力应等于零物体受到重力到重力G，外力，外力F，支持力，支持力N和滑动摩擦和滑动摩擦力力f.沿斜面建立直角坐标系，画出物体沿斜面建立直角坐标系，画出物体受力图如图所示受力图如图所示设斜面与水平面夹角为设斜面与水平面夹角为 ，根据滑动摩，根据滑动摩擦定律擦定律f=N1819l 如图2-4-5所示，质量为m的小球用细线悬挂在O点，并置于倾角为的光滑斜面上，细线与竖直方向的夹角为,开始时2-.试分析：在斜面缓慢右移，逐渐减至0的过程中，小球受到的细线拉力和斜面的支持力如何变化？它们的极值各是多少？图图24520l 应用图解法分析21l小球受力如图所示，合成N与T，其合力与mg等大反向，在逐渐减小的过程中，小球在三个共点力作用下始终处于平衡状态，重力mg总竖直向下，支持力N大小变化而方向始终垂直斜面，而拉力T的大小和方向都在变化.l从三力构成的矢量图形，可以看出，拉力T先减小后增大，当T与N垂直，即+=90，T与斜面平行时，拉力最小，为Tmin=mgsin，而支持力不断减小，当=0时，N减为零，即Nmin=0.22l题目中出现“缓慢”字眼，属于动态平衡问题，可认为各个时刻物体都处于平衡状态.动态平衡问题中力的大小、方向往往会发生改变，一般可用图解法进行分析.应用图解法时一般是先画出大小、方向均确定的力（如重力），再根据题意画其他力，使其能符合矢量三角形或矢量多边形.23l如图2-4-6所示，光滑小球置于斜面与挡板M之间，当挡板绕其下端O点缓慢逆时针旋转到挡板水平的过程中，挡板对小球的压力N1和斜面对小球的支持力N2变化情况是(开始时挡板与斜面的夹角较小)()lA.均变小lB.N1先变小再变大，N2变小lC.N1、N2均先变小再变大lD.N1、N2均先变小再变大最后变小图图24624 小球受小球受G、N1、N2三力作用处于动态平衡，三力作用处于动态平衡，利用矢量三角形作图如右图利用矢量三角形作图如右图N2始终垂直始终垂直于斜面，方向不变；随着挡板的转动，于斜面，方向不变；随着挡板的转动，N1的方向改变，如图相当于的方向改变，如图相当于N1的末端不动，的末端不动，初端在初端在N2上向下移动，由图可知上向下移动，由图可知N2变小，变小，N1先变小再变大先变小再变大25l固定在水平面上的光滑半球，半径为R,球心O的正上方固定一小定滑轮，细线一端拴一小球，置于半球面上的A点，另一端绕过定滑轮图图24726l如图2-4-7所示.现缓缓地将球由A点拉到B点，则在此过程中，半球对小球的支持力大小N、细线对小球的拉力T的变化情况是()lA.N不变，T不变lB.N不变，T变大lC.N不变，T变小lD.N变大，T变小27l处于平衡状态的小球受力如图(甲)所示，表示它所受到的外力的三个有向线段围成封闭的三角形如图(乙)所示.28l从受力分析图可知，图(乙)中的力的矢量三角形与图(甲)中的几何三角形AOC相似，则它们对应边的长度成正比.设半球半径为R,AC间绳长为L,有ll由于小球从A点缓慢移到B点过程中，G、R、h不变，L减小，故N大小不变、T减小.选项C正确.l利用相似形法有时可免去正交分解法中繁琐的运算，当题目中装置的尺寸给出时，先考虑用相似形法.29l如图2-4-8所示,竖直绝缘壁上的Q处有一固定的质点A,在Q的正上方的P点用丝线悬挂一质点B,A、B两质点因为带电而相互排斥，致使悬线与竖直方向成角，由于漏电使A、B两质点的带电量逐渐减小，在电荷漏完之前悬线对悬点P的拉力大小将()lA.变小B.变大lC.不变D.无法确定图图24830