专题一力与物体的平衡受力分析精.ppt

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1、专题一力与物体的平衡受力分析第1页，本讲稿共20页专题思维导图受力分析受力分析 物体的平衡物体的平衡种类种类场力场力重力重力电场力电场力磁磁场力场力接触力接触力 弹力弹力摩擦力摩擦力判断关键：正确判断接触力的有无及方向判断关键：正确判断接触力的有无及方向判断有无接触力的方法判断有无接触力的方法接触、形变、接触、形变、相对运动趋势相对运动趋势物体运动状态确定物体运动状态确定平平衡衡受力特点受力特点运动特点运动特点计计算算平行四边形定则平行四边形定则正交分解法正交分解法第2页，本讲稿共20页图图1 1 A A热点题型例析热点题型例析题型题型1 1整体法和隔离法在受力分析中的应用整体法和隔离法在受力

2、分析中的应用例例11、如图、如图1 1所示，质量为所示，质量为m mB B24kg24kg的木板的木板B B放在水平地面上，质量放在水平地面上，质量为为m mA A22kg22kg的木箱的木箱A A放在木板放在木板B B上一根轻绳一端拴在木箱上，另一上一根轻绳一端拴在木箱上，另一端拴在天花板上，轻绳与水平方向的夹角为端拴在天花板上，轻绳与水平方向的夹角为37.37.已知木箱已知木箱A A与木与木板板B B之间的动摩擦因数之间的动摩擦因数1 10.5.0.5.现用水平方向大小为现用水平方向大小为200N200N的力的力F F将木板将木板B B从木箱从木箱A A下面匀速抽出下面匀速抽出(sin37

3、0.6(sin370.6，cos370.8cos370.8，g g=10m/s=10m/s2 2)，则木板，则木板B B与地面之间的动摩擦因数与地面之间的动摩擦因数2 2的大小为的大小为()A A0.30.3BB0.40.4C C0.50.5DD0.60.6第3页，本讲稿共20页第4页，本讲稿共20页答案答案A A第5页，本讲稿共20页一题多变一题多变(1)(1)若木板若木板B B从木箱从木箱A A下面匀加速抽出，还能取下面匀加速抽出，还能取ABAB整体为整体为研究对象受力分析吗？为什么？研究对象受力分析吗？为什么？(2)(2)若木板若木板B B从木箱从木箱A A下面匀加速抽出时，下面匀加速抽

4、出时，A A、B B所受所受摩擦力摩擦力与匀速与匀速时是否相同？时是否相同？以题说法以题说法1.1.在分析两个或两个以上物体间的相互作用时，一般采用整体法在分析两个或两个以上物体间的相互作用时，一般采用整体法与隔离法进行分析与隔离法进行分析2 2采用整体法进行受力分析时，要注意各个物体的状态采用整体法进行受力分析时，要注意各个物体的状态应该相同应该相同3 3当直接分析一个物体的受力不方便时，可转移研究对当直接分析一个物体的受力不方便时，可转移研究对象，先分析另一个物体的受力，再根据牛顿第三定律分象，先分析另一个物体的受力，再根据牛顿第三定律分析该物体的受力，此法叫析该物体的受力，此法叫“转移研

5、究对象法转移研究对象法”第6页，本讲稿共20页图图33题型题型2 2共点力作用下的静态平衡问题共点力作用下的静态平衡问题例例2(20112(2011广东卷广东卷16)16)如图如图3 3所示的水平面上，橡皮绳一所示的水平面上，橡皮绳一端固定，另一端连接两根弹簧，连接点端固定，另一端连接两根弹簧，连接点P P在在F F1 1、F F2 2和和F F3 3三力作用三力作用下保持静止，下列判断正确的是下保持静止，下列判断正确的是()A AF F1 1F F2 2F F3 3B BF F3 3F F1 1F F2 2C CF F2 2F F3 3F F1 1D DF F3 3F F2 2F F1 1B

6、 B第7页，本讲稿共20页答案答案B B第8页，本讲稿共20页图图5 5 C C题型题型3 3共点力作用下的动态平衡问题共点力作用下的动态平衡问题例例3 3、如图如图5 5所示，质量分别为所示，质量分别为mAmA和和mBmB的物体的物体A A、B B用细用细绳连接后跨过滑轮，绳连接后跨过滑轮，A A静止在倾角为静止在倾角为4545的斜面上，的斜面上，B B悬挂着已知悬挂着已知m mA A2 2m mB B，不计滑轮摩擦，现将斜面，不计滑轮摩擦，现将斜面倾角由倾角由4545增大到增大到5050，系统仍保持静止下列说法正确的是系统仍保持静止下列说法正确的是()A A绳子对绳子对A A的拉力将增大的

7、拉力将增大B B物体物体A A对斜面的压力将增大对斜面的压力将增大C C物体物体A A受到的静摩擦力增大受到的静摩擦力增大D D物体物体A A受到的静摩擦力减小受到的静摩擦力减小第9页，本讲稿共20页答案答案C C第10页，本讲稿共20页图图7 7 ACAC题型题型4 4带电体在场内的平衡问题带电体在场内的平衡问题例例44、如图、如图7 7所示，水平粗糙绝缘杆从物体所示，水平粗糙绝缘杆从物体A A中心的孔中心的孔穿过，穿过，A A的质量为的质量为M M，用绝缘细线将另一质量为，用绝缘细线将另一质量为m m的小球的小球B B与与A A连接，整个装置所在空间存在水平向右的匀强电场连接，整个装置所在

8、空间存在水平向右的匀强电场E E，A A不带电，不带电，B B带正电且电荷量大小为带正电且电荷量大小为Q Q，A A、B B均处于静均处于静止状态，细线与竖直方向成止状态，细线与竖直方向成角则角则()A A细线中张力大小为细线中张力大小为mg/cosmg/cosB B细线中张力大小为细线中张力大小为QE/cosQE/cosC C杆对杆对A A的摩擦力大小为的摩擦力大小为QEQED D杆对杆对A A的支持力大小为的支持力大小为MgMg第11页，本讲稿共20页情景建模情景建模本题仍属于本题仍属于“平衡模型平衡模型”问题，与前面三个例题相问题，与前面三个例题相比较，只不过增加了一个力，即电场力，其分

9、析问题的方法比较，只不过增加了一个力，即电场力，其分析问题的方法与前面的例题是相同的与前面的例题是相同的以题说法以题说法1.1.静电力的方向与电性和场强的方向有关，匀强电场中静电力为恒力静电力的方向与电性和场强的方向有关，匀强电场中静电力为恒力2 2电场和重力场内的平衡问题，仍然是力学问题力学中用到的图电场和重力场内的平衡问题，仍然是力学问题力学中用到的图解法和正交分解法仍然可以用在电场和重力场中解法和正交分解法仍然可以用在电场和重力场中第12页，本讲稿共20页针对训练针对训练1 1、（、（20112011年天津卷）如图所示，年天津卷）如图所示，A A、B B两物块叠放在一起，在粗糙的水平面两

10、物块叠放在一起，在粗糙的水平面上保持相对静止地向右做匀减速直线运动，上保持相对静止地向右做匀减速直线运动，运动过程中运动过程中B B受到的摩擦力受到的摩擦力()()A.A.方向向左，大小不变方向向左，大小不变B.B.方向向左，逐渐减小方向向左，逐渐减小C.C.方向向右，大小不变方向向右，大小不变D.D.方向向右，逐渐减小方向向右，逐渐减小A A第13页，本讲稿共20页针对训练2 2（20092009年天津卷）年天津卷）1.1.物块静止在固定的斜面上，物块静止在固定的斜面上，分别按图示的方向对物块施加大小相等的力分别按图示的方向对物块施加大小相等的力F F，A A中中F F垂直于斜面向上。垂直于

11、斜面向上。B B中中F F垂直于斜面向下，垂直于斜面向下，C C中中F F竖直向上，竖直向上，D D中中F F竖直向下，施力后物块竖直向下，施力后物块仍然静止，则物块所受的静摩擦力增大的是（仍然静止，则物块所受的静摩擦力增大的是（）DD第14页，本讲稿共20页B B针对训练针对训练3 3、如图所示，质量为如图所示，质量为m m的物体在三根细绳的物体在三根细绳悬吊下处于平衡状态，现用手持绳悬吊下处于平衡状态，现用手持绳OBOB的的B B端，端，使使B B端缓慢向上转动，且始终保持结点端缓慢向上转动，且始终保持结点O O的位置的位置不动，则不动，则AOAO绳拉力绳拉力F F1 1，BOBO绳拉力绳

12、拉力F F2 2的变化的变化情况是（情况是（）A A、F F1 1变小，变小，F F2 2变小变小B B、F F1 1变小，变小，F F2 2先变小后变大先变小后变大C C、F F1 1变大，变大，F F2 2变小变小D D、F F1 1变大，变大，F F2 2先变大后变小先变大后变小第15页，本讲稿共20页针对训练针对训练4 4如图所示，匀强电场方向向右，匀强磁场方向垂直于纸面如图所示，匀强电场方向向右，匀强磁场方向垂直于纸面向里，一质量为向里，一质量为m m带电量为带电量为q q的微粒以速度的微粒以速度v v与磁场垂直、与电场成与磁场垂直、与电场成4545角射入复合场中，恰能做匀速直线运动

13、，求电场强度角射入复合场中，恰能做匀速直线运动，求电场强度E E的大小，的大小，磁感强度磁感强度B B的大小的大小 第16页，本讲稿共20页针对训练针对训练5 5（20122012年天津卷）年天津卷）2.2.如图所示，金属棒如图所示，金属棒MNMN两端由等长的轻质细线水平悬挂，处于竖直向上的匀两端由等长的轻质细线水平悬挂，处于竖直向上的匀强磁场中，棒中通以由强磁场中，棒中通以由M M向向N N的电流平衡时两悬线与的电流平衡时两悬线与竖直方向夹角均为竖直方向夹角均为。如里仅改变下列某一个条件，。如里仅改变下列某一个条件，的相应变化情况是（的相应变化情况是（）A A棒中的电流变大，棒中的电流变大，

14、角变大角变大B B两悬线等长变短，两悬线等长变短，角变小角变小C C金属棒质量变大，金属棒质量变大，角变大角变大D D磁感应强度变大，磁感应强度变大，角变小角变小A A第17页，本讲稿共20页针对训练针对训练6 6（20112011年天津卷）如图所示，两根足够长的光滑平年天津卷）如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨行金属导轨MNMN、PQPQ间距间距l=0.5ml=0.5m，其电阻不计，两导轨及其构成，其电阻不计，两导轨及其构成的平面均与水平面成的平面均与水平面成3030角。完全相同的金属棒角。完全相同的金属棒abab、cdcd分别垂分别垂直导轨放置，每棒两端都与导轨始终有良好接触，已知两棒

15、质直导轨放置，每棒两端都与导轨始终有良好接触，已知两棒质量均为量均为m=0.02kgm=0.02kg，电阻均为，电阻均为R=0.1R=0.1，整个装置处于垂直与导，整个装置处于垂直与导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度B=0.2TB=0.2T，棒，棒abab在平行于在平行于导轨向上的力导轨向上的力F F作用下，沿导轨向上匀速运动，而棒作用下，沿导轨向上匀速运动，而棒cdcd恰好能恰好能够保持静止。取够保持静止。取g=10m/s2g=10m/s2，问，问（1 1）通过棒通过棒cdcd的电流的电流I I是多少，方向如何？是多少，方向如何？（2 2）棒棒abab受到

16、的力受到的力F F多大？多大？（3 3）棒）棒cdcd每产生每产生Q=0.1JQ=0.1J的热量，力的热量，力F F做的功做的功W W是多少？是多少？第18页，本讲稿共20页解：(1)棒cd受到的安培力为：Fcd=BIL棒cd在共点力作用下平衡，则：Fcd=mgsin30由式，代入数据解得：I=1A根据楞次定律可知，棒cd中的电流方向由d至c(2)棒ab与棒cd受到的安培力大小相等，即：Fab=Fcd对棒ab，由共点力平衡知：F=mgsin30+BIL代入数据解得：F=0.2N(3)设在时间t内棒cd产生Q=0.1J热量，由焦耳定律知：Q=I2Rt设棒ab匀速运动的速度大小为v，其产生的感应电动势为：E=Blv由闭合电路欧姆定律知：由运动学公式知在时间t内，棒ab沿导轨的位移为：x=vt力F做的功为：W=Fx综合上述各式，代入数据解得：W=0.4J第19页，本讲稿共20页第20页，本讲稿共20页