专题1平衡类问题.ppt

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1、专题1:平衡类问题v一.平衡状态v注意点v二.平衡条件v推论v三.平衡问题的处理方法v正交分解法v整体法v矢量图解法v三角形相似法v有关平衡的几类问题注意v什么是静止?v谁描述运动状态?推论v1.物体处于平衡状态时,它所受的某一个力与其它力的合力等值反向.例如v例1 例2 例3 v2.物体在共面的.三个非平行力的作用下处在平衡状态时,这三个力必共点.例4v3.物体在三个共点力作用下处于平衡状态时,图示这三个力的有向线段组成一封闭的矢量三角形.F1F2F31.用正交分解法处理平衡问题v例5.如图,轻杆AB.BC组成一个固定的三角形支架,重力不计的滑轮用细绳OB系在B点,跨过滑轮的轻绳一端系一重物

2、G=100N,另一端在拉力T的作用下使物体匀速上升,求两根轻杆所受的力.(在求OB拉力时可用棱形法)ABCOTG300450300v例1 如图物体A静止在水平地面上,若撤去F1或F2或使F1转动900,讨论合力的变化.AF2F1v例2.如图所示OA.AB为理想细绳,A为一小球,若剪断AB绳,讨论合力.OABv例3.如上图中绳子OA变成一根轻弹簧,同样剪断AB,讨论合力情况.v例4.正方形木板重30N,水平力F=20N,求:v销钉对板的作用力.(解法1正交分解,解法2v三力共点)F整体法处理平衡问题1*把系统看成整体的条件是:系统中各元素具有相同的加速度.或相对静止.例如a再例如:求此时系统对地

3、面压力整体的方法处理平衡问题2v例6.如图所示,三根不可伸长的相同的光滑轻绳,一端系在半径为r的环上,间距相等,另一端穿过第二个相同环系在第三个半径为2r的环上,现把第一个环水平地固定起来,若三个环的材料相同,粗细也相同,试求当系统平衡时,第二环与第三环环心间的距离.123v再例:如图物体A的质量m=2kg,用两根轻绳把它连接在竖直啬上的B.C两点,在A上加一力F,若图中夹角600,要使两绳都能拉直,即A在图示位置保持平衡,则力F的大小应满足的条件是_.FABC用矢量图解法处理平衡问题v原理:见推论3.v例7:如图,轻杆C端用铰链固定在啬面上,B端用细线AB拴在啬上,BAC900,在B端悬挂一

4、重物G,现将细线的A端缓慢向A/移动,使A/B=AB,且轻杆BC与竖直方向的夹角不变,则细线AB拉力的大小:vA一直变小 B一直变大 vC先变小而变大 D.不能确定.AA/BCG用矢量图解法处理平衡问题2v例8、在倾角为的光滑斜面上，置一通有电流、长为L质量为m的导体棒，如图所示，试问：v（1）欲使棒静止在斜面上，外加匀强磁场的磁感应强度B的最小值和方向。v（2）欲使棒静止在斜面上且对斜面无压力，外加匀强磁场的磁感应强度B的大小和方向。v（3）分析棒有可能静止在斜面上且要求B垂直L，应外加磁场的方向和范围。I用相似三角形方法处理平衡问题v例9、如图带电小球B固定，带电小球A用细线通过滑轮被力F

5、拉着悬在空中，且AB在同一水平线上。现用F拉A使A稍离原位置，这悬线与竖直方向的夹角将：vA、变大 B、不变 vC、变小，D、不能确定v（讨论：A球极缓慢不v 断地被拉离的情况）ABF 有关平衡的几类问题v1.摩擦力问题:v(1)物体的运动方向不变,摩擦力方向一定不变吗?v(2)摩擦力做功一定有内能产生吗?v(3)一对互为相互作用的摩擦力,其做功的代数和一定为零吗?其冲量的矢量和一定为零吗?v(4)要注意静摩擦力大小的可变性和方向的可变性.要明确”相对”的含义.v例10 例11v2.收尾平衡状态:v什么是收尾平衡状态?例如磁流体发电机;霍尔效应.v例12 例14 v3.支架平衡问题:解题的关键

6、是找局部的突破点.例15v4.带电粒子在复合场中的平衡.v例18 例19 v例10、如图,半径为r的圆柱绕竖直轴OO1以角速度转动。现用水平恒力F把质量m的物体压在圆柱体的侧面上，使物体以速度V匀速下滑（物体m在水平方向上受光滑挡板的作用，使它不能随圆柱体一起转动），求物体m与圆柱面间的滑动摩擦力和方向和动摩擦因素。OO1v例11.如图，长方形斜面倾角为370,其长为0.8m,宽为生0.6m,一重为25N的木块原先在斜面体上部,它与斜面间的动摩擦因素=0.6,要使木块沿对角线AC方向匀速下滑,需对它施以平行于斜面多大的力F?v(已知sin370=0.6,cos370=0.8)370ABCD0.

7、80.6v例12.雨滴从很高的空中落下,是否下落的越来越快呢?大的雨滴是否比小雨滴下落的快呢?说明理由.(空气阻力与横截面积和速度平方成正比)v例13.“神舟”飞船着落之前,由于空气阻力作用有一个匀速下落过程,若空气阻力与速度平方成正比,比例系数为K,舱的质量m,则此过程中舱的速度应为多少?v例14、如图,在两条平行的光滑水平导轨上,用套环连着一质量为0.2kg.电阻为2的导体杆ab，导轨间的匀强磁场的方向如图所示。已知R1=3，R2=6，电压表量程为010V，电流表量程为03A（导轨的电阻不计），求：v（1）将R调到30时，F=40N，ab向右达最大速度时，两表中有一表的示数恰好满量程，另一

8、表又能安全使用，则ab杆的速度多大？v（2）将R调到3时，当ab向右达最大速度时，两表中有一表的示数恰好满量程，另一表又能安全使用，则拉力F多大？VARR1R2ab支架类平衡问题v例15、如图所示，两轻环E和D分别套在光滑杆AB和AC上，AB与AC的夹角为，E和D 用细线连接，用一沿AC方向的恒力F拉环D，当两环平衡时，细线与AC间的夹角为线的拉力大小为。如果这个力作用在细线的中间呢？AEDFBCv例16、如图，用光滑的粗铁丝做成一直角三角形，AC竖直，ABC=，AB和AC两边上均套有细线系着的钢环，当它们静止时，细线跟AB所成的角的（细线的长度小于BC）vA、=B、/2 vC、D、/2 AB

9、Cv 例17、如图，金属杆ab和cd质量均为m，ab水平，cd与竖直方向成530角，都可以沿导轨无摩擦的滑动，且接触良好。当ab加一个竖直向上的力F时使其匀速向上运动时，cd刚好处于静止状态，则F的大小为：vA、mg B、2mgvC、9mg/4 D、8mg/3Fabcd530v例18、匀强电场方向水平向右，匀强磁场方向垂直纸面向里，一质量为m带电量为q的微粒以速度V与磁场垂直，与电场成450角射入复合场中，恰能做匀速直线运动，求E和B。vv例19、如图QA=310-8C,QB=-310-8C,A、B相距5cm，在水平方向的外电场作用下，A、B保持静止，悬线都处于竖直方向，求A、B连线中点处的场强。+EAB