专题力与物体的平衡.ppt

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1、关于专题力与物体的平衡现在学习的是第1页，共29页 高考命题焦点高考命题焦点: : 力学中的三类常见的力：重力、弹力、摩擦力，特别是力学中的三类常见的力：重力、弹力、摩擦力，特别是静摩擦静摩擦力力，这是高考中常考的内容。由于静摩擦力随物体的相对运，这是高考中常考的内容。由于静摩擦力随物体的相对运动趋势发生变化，在分析中容易失误，同学们一定要下功夫动趋势发生变化，在分析中容易失误，同学们一定要下功夫把静摩擦力弄清楚。把静摩擦力弄清楚。 共点力作用下物体的平衡，是高中物理中重要的问题，几乎共点力作用下物体的平衡，是高中物理中重要的问题，几乎是年年必考。是年年必考。20032003年全国理综年全国理

2、综1919题、题、20042004年广西物理试卷第年广西物理试卷第7 7题题、20042004年江苏物理试卷第年江苏物理试卷第1515题等单纯考查本专题内容多以选择题等单纯考查本专题内容多以选择为主，难度适中为主，难度适中; ;与其它内容结合的则以计算题形式出现，难与其它内容结合的则以计算题形式出现，难度较大度较大, ,这是今后高考的方向这是今后高考的方向现在学习的是第2页，共29页知识网络知识网络: :力力概念概念定义：力是物体对物体的作用，定义：力是物体对物体的作用，效果：效果：要素：大小、方向、作用点（力的图示）要素：大小、方向、作用点（力的图示）使物体发生形变使物体发生形变改变物体运动

3、状态改变物体运动状态分类分类效果：拉力、动力、阻力、支持力、压力效果：拉力、动力、阻力、支持力、压力性质：性质：重力：方向、作用点（关于重心的位置）重力：方向、作用点（关于重心的位置）弹力：产生条件、方向、大小（胡克定律）弹力：产生条件、方向、大小（胡克定律）摩擦力：（静摩擦与动摩擦）产生条件、方向、大摩擦力：（静摩擦与动摩擦）产生条件、方向、大小小运算运算平行四边形定则平行四边形定则力的合成力的合成力的分解力的分解|F1F2|F合合F1F2共点作用下的平衡共点作用下的平衡现在学习的是第3页，共29页 问题问题1:1:弄清弹力有无的判断方法和弹力方向的弄清弹力有无的判断方法和弹力方向的判定方法

4、。判定方法。 直接接触的物体间由于发生弹性形变而产生的力叫直接接触的物体间由于发生弹性形变而产生的力叫弹力。弹力产生的条件是弹力。弹力产生的条件是“接触且有弹性形变接触且有弹性形变”。若物体。若物体间虽然有接触但无拉伸或挤压，则无弹力产生。在许多情间虽然有接触但无拉伸或挤压，则无弹力产生。在许多情况下由于物体的形变很小，难于观察到，因而判断弹力的况下由于物体的形变很小，难于观察到，因而判断弹力的产生要用产生要用“反证法反证法 ” ”，即由已知运动状态及有关条件，即由已知运动状态及有关条件，利用平衡条件或牛顿运动定律进行逆向分析推理。弹力的利用平衡条件或牛顿运动定律进行逆向分析推理。弹力的方向与

5、接触面垂直方向与接触面垂直. .现在学习的是第4页，共29页典型例题: 例例. .如图所示，三个重量、形状都相同的光滑圆体，它如图所示，三个重量、形状都相同的光滑圆体，它们的重心位置不同，放在同一方形槽上，为了方便，们的重心位置不同，放在同一方形槽上，为了方便， 将它们将它们画在同一图上，其重心分别用画在同一图上，其重心分别用1 1、2 2、3 3表示，表示，1 1、2 2、3 3分别表示三个圆柱体对墙的压力，则有分别表示三个圆柱体对墙的压力，则有:( ):( )1 12 23 3 1 12 23 31 12 23 3 1 12 23 3现在学习的是第5页，共29页典型例题: 例例. . 如图

6、所示，固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为如图所示，固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为，在斜杆下端固定有质量为，在斜杆下端固定有质量为m m的小球，下列关于杆对球的作用的小球，下列关于杆对球的作用力力F F的判断中，正确的是的判断中，正确的是:( ):( )A.A.小车静止时，小车静止时，F=mgsin,F=mgsin,方向沿杆向上方向沿杆向上B.B.小车静止时，小车静止时，F=mgcos,F=mgcos,方向垂直杆向上方向垂直杆向上C.C.小车向右以加速度小车向右以加速度a a运动时，一定有运动时，一定有F=ma/sinF=ma/sinD.D.小车向左以加速度小车向左以加速度a a

7、运动时，运动时， 方向斜向左上方，与竖直方向的夹角方向斜向左上方，与竖直方向的夹角 tan= a/g.= a/g.22)()(mgmaF现在学习的是第6页，共29页 问题问题2:2:弄清滑动摩擦力与静摩擦力大小计算弄清滑动摩擦力与静摩擦力大小计算方法的不同。方法的不同。 (1)(1)当物体间存在滑动摩擦力时，其大小即可由公式当物体间存在滑动摩擦力时，其大小即可由公式f=f= N N计算，由此可看出它只与接触面间的动摩擦因数及计算，由此可看出它只与接触面间的动摩擦因数及正压力正压力N N有关，而与相对运动速度大小、接触面积的大有关，而与相对运动速度大小、接触面积的大小无关。小无关。 (2)(2)

8、正压力是静摩擦力产生的条件之一，但静摩正压力是静摩擦力产生的条件之一，但静摩擦力的大小与正压力无关（最大静摩擦力除外）。擦力的大小与正压力无关（最大静摩擦力除外）。当物体处于平衡状态时，静摩擦力的大小由平衡条当物体处于平衡状态时，静摩擦力的大小由平衡条件来求解；而物体处于非平衡态的某些静摩擦力的件来求解；而物体处于非平衡态的某些静摩擦力的大小应由牛顿第二定律求解。大小应由牛顿第二定律求解。现在学习的是第7页，共29页典型例题: 例例. .如图所示，质量为如图所示，质量为m m，横截面为直角三角形的，横截面为直角三角形的物块物块ABCABC，ABAB边靠在竖直墙面上，边靠在竖直墙面上，F F是垂

9、直于斜面是垂直于斜面BCBC的的推力，现物块静止不动，则摩擦力的大小为推力，现物块静止不动，则摩擦力的大小为_。ACBF现在学习的是第8页，共29页典型例题: 例例. .如图所示，质量分别为如图所示，质量分别为m m和和M M的两物体的两物体P P和和Q Q叠叠放在倾角为放在倾角为的斜面上，的斜面上，P P、Q Q之间的动摩擦因数为之间的动摩擦因数为1 1，Q Q与斜面间的动摩擦因数为与斜面间的动摩擦因数为2 2。当它们从静止开始沿。当它们从静止开始沿斜面滑下时，两物体始终保持相对静止，则物体斜面滑下时，两物体始终保持相对静止，则物体P P受到受到的摩擦力大小为的摩擦力大小为:( ):( )A

10、 A0 0； B. B. 1 1mgcos; mgcos; C. C. 2 2mgcos; mgcos; D. ( D. (1 1+2 2)mgcos;)mgcos;PQ现在学习的是第9页，共29页 问题问题3:3:弄清摩擦力的方向是与弄清摩擦力的方向是与“相对运动或相对运动或相对运动趋势的方向相反相对运动趋势的方向相反”。 滑动摩擦力的方向总是与物体滑动摩擦力的方向总是与物体“相对运动相对运动”的方向相的方向相反。所谓相对运动方向，即是把与研究对象接触的物体作反。所谓相对运动方向，即是把与研究对象接触的物体作为参照物，研究对象相对该参照物运动的方向。当研究对为参照物，研究对象相对该参照物运动

11、的方向。当研究对象参与几种运动时，相对运动方向应是相对接触物体的合象参与几种运动时，相对运动方向应是相对接触物体的合运动方向。运动方向。 静摩擦力的方向总是与物体静摩擦力的方向总是与物体“相对运动趋势相对运动趋势”的的方向相反。所谓相对运动趋势的方向，即是把与研方向相反。所谓相对运动趋势的方向，即是把与研究对象接触的物体作为参照物，假若没有摩擦力研究对象接触的物体作为参照物，假若没有摩擦力研究对象相对该参照物可能出现运动的方向。究对象相对该参照物可能出现运动的方向。现在学习的是第10页，共29页典型例题: 例例. .如图所示，质量为如图所示，质量为m m的物体放在水平放置的的物体放在水平放置的

12、钢板钢板C C上，与钢板的动摩擦因素为上，与钢板的动摩擦因素为。由于受到相对于。由于受到相对于地面静止的光滑导槽地面静止的光滑导槽A A、B B的控制，物体只能沿水平导的控制，物体只能沿水平导槽运动。现使钢板以速度槽运动。现使钢板以速度V V1 1向右匀速运动，同时用力向右匀速运动，同时用力F F拉动物体（方向沿导槽方向）使物体以速度拉动物体（方向沿导槽方向）使物体以速度V V2 2沿导槽沿导槽匀速运动，求拉力匀速运动，求拉力F F大小。大小。 V1V2CAB现在学习的是第11页，共29页 有有n n个力个力F F1 1、F F2 2、F F3 3、FFn n, ,它们合力的最大值是它们合力的

13、最大值是它们的方向相同时的合力，即它们的方向相同时的合力，即: :F Fmaxmax= = F F1 1+F+F2 2+F+F3 3+F+Fn n. .而它们的最小值要分下列两种情况讨论：而它们的最小值要分下列两种情况讨论：(1)(1)若若n n个力个力F F1 1、F F2 2、F F3 3、FFn n中的最大力中的最大力F Fm m小于其他小于其他力之和，则它们合力的最小值是力之和，则它们合力的最小值是0 0。 (2)(2)若若n n个力个力F F1 1、F F2 2、F F3 3、FFn n中的最大力中的最大力F Fm m大于大于 其他其他力之和，则它们合力的最小值是力之和，则它们合力的

14、最小值是F Fm m-F-F其他其他。 问题问题4:4:弄清合力大小的范围的确定方法。弄清合力大小的范围的确定方法。现在学习的是第12页，共29页典型例题: 例例. .四个共点力的大小分别为四个共点力的大小分别为2N2N、3N3N、4N4N、6N6N，它，它们的合力最大值为们的合力最大值为_，它们的合力最小值为，它们的合力最小值为_。 现在学习的是第13页，共29页典型例题: 例例. .四个共点力的大小分别为四个共点力的大小分别为2N2N、3N3N、4N4N、12N12N，它们的合力最大值为它们的合力最大值为 ，它们的合力最小值，它们的合力最小值为为 。 现在学习的是第14页，共29页 问题问

15、题5:5:弄清力的分解是否唯一的条件。弄清力的分解是否唯一的条件。 1.1.将一个已知力将一个已知力F F进行分解，其解唯一条件：进行分解，其解唯一条件： (1)(1)已知两个不平行分力的方向已知两个不平行分力的方向 (2)(2)已知一个分力的大小和方向已知一个分力的大小和方向 2.2.力的分解有两解的条件：力的分解有两解的条件： 已知一个分力已知一个分力F F1 1的方向和另一个分力的方向和另一个分力F F2 2的大小的大小 当当F F2 2FsinFsin 时，无解时，无解; ; 当当F F2 2=Fsin=Fsin 时，唯一解时，唯一解; ; 当当Fsin Fsin F F2 2FFF时

16、，唯一解时，唯一解. .现在学习的是第15页，共29页典型例题: 例例. .如图所示，物体静止于光滑的水平面上，力如图所示，物体静止于光滑的水平面上，力F F作用于物体作用于物体O O点，现要使合力沿着点，现要使合力沿着OOOO方向，那么，方向，那么，必须同时再加一个力必须同时再加一个力FF。这个力的最小值是。这个力的最小值是:( :( ) )A A、Fcos Fcos B B、FsinFsinC C、FtanFtanD D、FcotFcotOFO，现在学习的是第16页，共29页 问题问题6:6:学会用三角形法则解决特殊问题学会用三角形法则解决特殊问题FR 例例. .如图所示，光滑大球固定不动

17、如图所示，光滑大球固定不动，它的正上方有一个定滑轮，放在大，它的正上方有一个定滑轮，放在大球上的光滑小球（可视为质点）用细球上的光滑小球（可视为质点）用细绳连接，并绕过定滑轮，当人用力绳连接，并绕过定滑轮，当人用力F F缓慢拉动细绳时，小球所受支持力为缓慢拉动细绳时，小球所受支持力为N N，则，则N N，F F的变化情况是的变化情况是:( ):( ) A A、都变大、都变大 B B、N N不变，不变，F F变小变小 C C、都变小、都变小 D D、N N变小，变小， F F不变不变现在学习的是第17页，共29页 问题问题6:6:学会用三角形法则解决特殊问题学会用三角形法则解决特殊问题FAB 例

18、例. .如图所示，绳与杆均轻质，承受如图所示，绳与杆均轻质，承受弹力的最大值一定，弹力的最大值一定，A A端用铰链固定，滑端用铰链固定，滑轮在轮在A A点正上方（滑轮大小及摩擦均可不点正上方（滑轮大小及摩擦均可不计），计），B B端吊一重物。现施拉力端吊一重物。现施拉力F F将将B B缓慢缓慢上拉（均未断），在上拉（均未断），在ABAB杆达到竖直前杆达到竖直前:( :( ) ) A. A.绳子越来越容易断绳子越来越容易断 B.B.绳子越来越不容易断绳子越来越不容易断 C.ABC.AB杆越来越容易断杆越来越容易断 D.ABD.AB杆越来越不容易断杆越来越不容易断 现在学习的是第18页，共29页

19、问题问题6:6:学会用三角形法则解决特殊问题学会用三角形法则解决特殊问题ABPQ 例例. .如图所示竖直绝缘墙壁上的如图所示竖直绝缘墙壁上的Q Q处有一固定处有一固定 的质点的质点A A，Q Q正上正上方的方的P P点用丝线悬挂另一质点点用丝线悬挂另一质点B B， A A、B B两质点因为带电而相互排斥，两质点因为带电而相互排斥，致使悬线与竖直方向成致使悬线与竖直方向成角，由于漏电使角，由于漏电使A A、B B两质点的带电量逐两质点的带电量逐渐减小。在电荷漏完之前悬线对悬点渐减小。在电荷漏完之前悬线对悬点P P的拉力大小的拉力大小:( ):( ) A.A.保持不变；保持不变；B.B.先变大后变

20、小；先变大后变小；C.C.逐渐减小；逐渐减小； D.D.逐渐增大。逐渐增大。现在学习的是第19页，共29页 问题问题7 7：掌握动态平衡问题的求解方法。：掌握动态平衡问题的求解方法。 根据平衡条件并结合力的合成或分解的方法，根据平衡条件并结合力的合成或分解的方法，把三个平衡力转化成三角形的三条边，然后通过这把三个平衡力转化成三角形的三条边，然后通过这个三角形求解各力的大小及变化。个三角形求解各力的大小及变化。在两个力中有一个力的方向保持不变在两个力中有一个力的方向保持不变.现在学习的是第20页，共29页 问题问题7 7：弄清动态平衡问题的求解方法。：弄清动态平衡问题的求解方法。 例例. .如图

21、所示，保持如图所示，保持 不变，将不变，将B B点向上移，则点向上移，则BOBO绳的拉力将：绳的拉力将：( )( ) A. A. 逐渐减小逐渐减小 B. B. 逐渐增大逐渐增大 C. C. 先减小后增大先减小后增大 D. D. 先增大后减小先增大后减小ABOCG现在学习的是第21页，共29页 当系统有多个物体时，选取研究对象一般先整体考虑当系统有多个物体时，选取研究对象一般先整体考虑，若不能解答问题时，再隔离考虑。，若不能解答问题时，再隔离考虑。 问题问题8 8：弄清整体法和隔离法的区别和联系。：弄清整体法和隔离法的区别和联系。现在学习的是第22页，共29页 例例. .如图所示，三角形劈块放在

22、粗糙的水平面上，劈块上放一个如图所示，三角形劈块放在粗糙的水平面上，劈块上放一个质量为质量为m m的物块，物块和劈块均处于静止状态，则粗糙水平面对三角的物块，物块和劈块均处于静止状态，则粗糙水平面对三角形劈块形劈块:( ):( )A.A.有摩擦力作用，方向向左；有摩擦力作用，方向向左；B.B.有摩擦力作用，方向向右；有摩擦力作用，方向向右；C.C.没有摩擦力作用；没有摩擦力作用；D.D.条件不足，无法判定条件不足，无法判定问题问题8 8：弄清整体法和隔离法的区别和联系。：弄清整体法和隔离法的区别和联系。现在学习的是第23页，共29页 例例. .如图所示，质量为如图所示，质量为M M的直角三棱柱

23、的直角三棱柱A A放在水平地放在水平地面上，三棱柱的斜面是光滑的，且斜面倾角为面上，三棱柱的斜面是光滑的，且斜面倾角为。质量。质量为为m m的光滑球放在三棱柱和光滑竖直墙壁之间，的光滑球放在三棱柱和光滑竖直墙壁之间，A A和和B B都处都处于静止状态，求地面对三棱柱支持力和摩擦力各为多少？于静止状态，求地面对三棱柱支持力和摩擦力各为多少？问题问题8 8：弄清整体法和隔离法的区别和联系。：弄清整体法和隔离法的区别和联系。AB现在学习的是第24页，共29页 例例. .如图所示，如图所示，AOAO、BOBO和和COCO三根绳子能承受三根绳子能承受的最大拉力相等，的最大拉力相等，O O为结点，为结点，

24、OBOB与竖直方向夹角与竖直方向夹角为为，悬挂物质量为，悬挂物质量为m m。求。求OAOA、OBOB、OCOC三根绳子三根绳子拉力的大小。拉力的大小。 OBAC 问题问题9.9.注意注意“死结死结”和和“活结活结”问题。问题。现在学习的是第25页，共29页AB 例例. .如图所示，长为如图所示，长为5m5m的细绳的两的细绳的两端分别系于竖立在地面上相距为端分别系于竖立在地面上相距为4m4m的的两杆的顶端两杆的顶端A A、B B ，绳上挂一个光滑的，绳上挂一个光滑的轻质挂钩，其下连着一个重为轻质挂钩，其下连着一个重为12N12N的物体的物体，平衡时，问：，平衡时，问：绳中的张力绳中的张力T T为

25、多少为多少? ? A A点向上移动少许，重新平衡后，绳点向上移动少许，重新平衡后，绳与水平面夹角，绳中张力如何变化与水平面夹角，绳中张力如何变化? ?思考思考: :你做过的题目中还有类似的题目你做过的题目中还有类似的题目吗吗? ? 问题问题9.9.注意注意“死结死结”和和“活结活结”问题。问题。现在学习的是第26页，共29页 A B O C mg 例例. .如图所示，质量为如图所示，质量为m =10kgm =10kg的物体用细绳的物体用细绳OCOC悬挂悬挂在支架上的在支架上的O O点，求细绳点，求细绳OAOA中张力中张力T T大小和轻杆大小和轻杆OBOB受力受力N N大小。大小。 问题问题9.

26、9.注意注意“死结死结”和和“活结活结”问题。问题。现在学习的是第27页，共29页 例例. .如图所示，水平横梁一端如图所示，水平横梁一端A A插在墙壁插在墙壁, ,另一端另一端装有小滑轮装有小滑轮B B，一轻绳一端，一轻绳一端C C固定于墙壁上，另一固定于墙壁上，另一端跨过滑轮后悬挂一质量为端跨过滑轮后悬挂一质量为m=10kgm=10kg的重物，则滑的重物，则滑轮受到绳子作用力为：轮受到绳子作用力为：( )( ) A.50N B. C.100N D. A.50N B. C.100N D. 30o A B C m 3503100 问题问题9.9.注意注意“死结死结”和和“活结活结”问题。问题。C C现在学习的是第28页，共29页感谢大家观看感谢大家观看现在学习的是第29页，共29页