4.3共点力的动态平衡(二) 教案.docx
《4.3共点力的动态平衡(二) 教案.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《4.3共点力的动态平衡(二) 教案.docx(16页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、I适用学科I中学物理I适用年级I 高一MB M* W适用区域 沪科版区域课时时长(分钟)2课时I1.理解共点力作用下物体的平衡条件。i 学问点 12.娴熟应用正交分解法、图解法、合成与分解法等常用方法解决平衡类问题。I3.进一步熟悉受力分析的基本方法,培育学生处理力学问题的基本技能。教学目标共点力的平衡 IBB教学重点物体受力平衡时的运动状态教学难点正交分解法的应用;三力平衡问题共点力作用下物体的平衡1 .共点力几个力作用于物体的同一点,或它们的作用线交于同一点(该点不愿定在物体上),这几个 力叫共点力。2 .共点力的平衡条件在共点力作用下物体的平衡条件是合力为零,即F合=0或Fx合= O,F
2、y合二03 .判定定理物体在三个互不平行的力的作用下处于平衡,则这三个力必为共点力。(表示这三个力的矢 量首尾相接,恰能组成一个封闭三角形)4 .解题方法当物体在两个共点力作用下平衡时,这两个力确定等值反向;当物体在三个共点力作用下平 衡时,往往接受平行四边形定则或三角形定则;当物体在四个或四个以上共点力作用下平衡 时,往往接受正交分解法。3、【题干】如图所示,m在三根细绳悬吊下处于平衡状态,现用手持的8端,使OB缓慢向上转动,且始终保持结点。的位置不动,分析力。8。两绳中拉力如何变更。【答案】04绳拉力减小 08绳拉力先减小后增大【解析】以结点。为探讨对象,由题意知,在缓慢向上转动过程中,结
3、点。处于动态 平衡状态。对初始状态。进行受力分析,如图甲所示,构建力三角如图乙所示。08向上转 动过程中,与水平方向所成角在增大,AO,8。两绳拉力的合力-mg大小方向都不变,AO 绳拉力方向不变,由于是缓慢转动,所以每个状态都是平衡态,当将绳不同时刻拉力画 在同一三角形中时,可得到图丙。图中边长的变更表示了力的变更,箭头指向的变更表示了 力方向的变更。故由图丙可知,04绳拉力减小,08绳拉力先减小后增大。1、【题干】如图所示,光滑半球面上的小球被一通过定滑轮的力尸由底端缓慢拉到顶端的 过程中,试分析绳的拉力尸及半球面对小球的支持力/V的变更状况。【答案】尸减小/V不变【解析】在小球往上移动的
4、过程中,小球所受的重力不变,绳的拉力尸及半球面对小球的支 持力/V的方向都在变更,此时力的平行四边形的形态变更规率不直观,力随角度变更的关 系也难建立,不简洁用前面学的几种方法来处理,那么怎么办呢?细致视察发觉绳的拉力月 重力G与支持力/V的方向分别与绳L、竖直高度力和半径/?有着对应关系,小球所受力的F N G矢量三角形与图中L、尺力构成的几何三角形相像。由相像关系可得 = = 乂,当小 L R h球向上移动时减小,力和*都不变,因此尸减小,/V不变。2、【题干】如图7所示,一不行伸长的光滑轻绳,其左端固定于。点,右端跨过位于O点的固定光滑轴悬挂一质量为M的物体;段水平,长度为;绳子上套一可
5、沿绳滑动的轻环。现在轻环上悬挂一钩码,平衡后,物体上升Lo则钩码的质量为()图7A喙M B.?例 C.yf2M。.小 M【答案】D【解析】选物体为探讨对象。由平衡条件得:斤-恤=0假设平衡后轻环位置为P,平衡后,物体上升L ,说明此时户。恰好构成一个边长为L的正三角形,绳中张力到处相等,选钩码6为探讨对象,受力分析如图所示,由平衡条件得:2斤cos 30- mg=0联立得:m二/M所以选项D正确。3、【题干】(多选)如图9所示,质量相同,分布匀整的两个圆柱体a、b靠在一起,表面光 滑,重力均为G,其中6的下一半刚好固定在水平面例/V的下方,上边露出另一半,8静 止在平面上,现过a的轴心施以水平
6、作用力F,可缓慢地将a拉离水平面例/V始终滑到b 的顶端,对该过程进行分析,应有()图9A.拉力尸先增大后减小,最大值是GB .起先时拉力尸最大为3G,以后慢慢减小为0C . a、。间压力由0慢慢增大,最大为GD . a、b间的压力起先最大为2G,而后慢慢减小到G【答案】BD1【解析】依据几何关系可知:sin &=, 0= 30 ,对a受力分析,如图甲所示,应用平衡G I条件,F=;一G=73G,之后d缓慢移动过程中,两轴心连线与竖直方向的夹角越来越小, tan 0 y由图乙可知:国始终变小,尸也始终变小,可得拉力从最大值吊=3g慢慢减小为0,选G项A错误、B正确;艮b间的压力起先时最大为小二
7、一二2G,而后慢慢减小到G,选 sin 6项C错误、D正确。分析动态平衡问题的两种方法方法步骤(1)列平衡方程求出未知量与已知量的关系表达式解析法(2)依据已知量的变更状况来确定未知量的变更状况(1)依据已知量的变更状况,画出平行四边形边、角的变更图解法(2)确定未知量大小、方向的变更L【题干】如图10所示,一小球放置在木板与竖直墙面之间。设墙面对球的压力大小为国1 ,球对木板的压力大小为吊2。以木板与墙连接点所形成的水平直线为轴,将木板从图示位置起先缓慢地转到水平位置。不计摩擦,在此过程中()图10A .吊1始终减小,G2始终增大B .乐1始终减小,小2始终减小C .爪1先增大后减小,小2始
8、终减小D,吊1先增大后减小,小2先减小后增大【答案】Bmgmg【解析】(解析法)如图甲所示,因为吊1=吊小2二吊2二随e慢慢增大 tan 0sin 0到90 z tan & sin 8都增大,Gi、小2都慢慢减小,所以选项B正确。甲乙(图解法)如图乙所示,把少按它的两个效果进行分解如图所示。在木板缓慢转动时,国1 的方向不变; mg、Gi、小2应构成一个闭合的三角形。吊2始终垂直于木板,随木板的转 动而转动,由图可知,在木板转动时,吊2变小,昂1也变小,选项B正确。2、【题干】将两个质量均为。的小球a、6用细线相连后,再用细线悬挂于。点,如图11 所示。用力尸拉小球b,使两个小球都处于静止状态
9、,且细线04与竖直方向的夹角保持0二 30。,则尸的最小值为()图11A/3A/31B . mg Cr-mg【答案】B【解析】以a、6为整体,整体受重力2mg,悬绳OA的拉力万及拉力尸三个力而平衡, 如图所示,三力构成的矢量三角形中,当力尸垂直于悬绳拉力斤时有最小值,且最小值F -2/77sin 0= mg,B 项正确.3、【题干】侈选)如图16所示,重为mg的水桶用细绳悬挂在门楣上,一人将水桶拉起使 细绳与竖直方向的夹角为30。且细绳绷紧,则人对水桶施加的作用力可能为()16图1 -3 B.【答案】AD【解析】将重力按如图所示的方式分解,己与绳的拉力等大反向,R与人所施加的力等大 mg反向,
10、由图可知人对水桶施加的作用力的最小值为三,故A正确,B、C错误;当人对水桶施加的作用力为水平方向时,施加的作用力大小为奇6g, D正确。1、【题干】如图18所示,两块相互垂直的光滑挡板OP、OQ,。竖直放置,小球a b 固定在轻弹簧的两端。水平力尸作用于。时,a b紧靠挡板处于静止状态。现保证。球不 动,使挡板。户向右缓慢平移一小段距离,贝(1()图18A.弹簧变长B.弹簧变短D . 6对地面的压力变大【答案】A【解析】选a球为探讨对象,受力分析如图所示,由画出的平行四边形可知,挡板的弹力 为变小,弹力尸慢慢减小,即弹簧的压缩量变短,弹簧变长,选项A正确,B错误;选a 球、。球整体为探讨对象,
11、由平衡条件可知,尸变小,b对地面的压力不变,选项C、D均 错。2、【题干】半圆柱体户放在粗糙的水平地面上,其右端有固定放置的竖直挡板MNO在P 和例/V之间放有一个光滑匀整的小圆柱体Q,整个装置处于静止状态。如图5所示是这个 装置的纵截面图。若用外力使用/V保持竖直,缓慢地向右移动,在Q落到地面以前,发觉 户始终保持静止。在此过程中,下列说法中正确的是()图5A . MN荻Q的弹力慢慢减小B.地面对P的摩擦力慢慢增大C.2 Q间的弹力先减小后增大D.Q所受的合力慢慢增大【答案】B【解析】对圆柱体Q受力分析如图所示,2对Q的弹力为F,例/V对Q的弹力为小,挡板 例/V向右运动时,尸和竖直方向的夹
12、角慢慢增大,如图所示,而圆柱体所受重力大小不变, 所以尸和国的合力大小不变,故D选项错误;由图可知,尸和国都在不断增大,故A、C 两项都错;对P、Q整体受力分析知,地面对夕的摩擦力大小就等于小,所以地面对夕的 摩擦力也慢慢增大,故B选项正确。3、【题干】如图所示,带有光滑竖直杆的三角形斜劈固定在水平地面上,放置于斜劈 上的光滑小球与套在竖直杆上的小滑块用轻绳连接,起先时轻绳与斜劈平行。现给小滑块施 加一竖直向上的拉力,使小滑块沿杆缓慢上升,整个过程中小球始终未脱离斜劈,则有()A.轻绳对小球的拉力慢慢增大B.小球对斜劈的压力先减小后增大C.竖直杆对小滑块的弹力先增大后减小D.对小滑块施加的竖直
13、向上的拉力慢慢增大【答案】AD【解析】 设斜面倾角为0,斜面对小球的支持力为吊1,绳对小球的拉力为斤,小球的重 力大小为面,小滑块的重力大小为& ,竖直杆对小滑块的弹力大小为吊2。由于小滑块沿 杆缓慢上升,所以小球沿斜面缓慢向上运动,小球处于动态平衡状态,受到的合力为零,作 小球受力矢量三角形如图甲所示,绳对小球的拉力斤慢慢增大,所以选项A正确;斜面对 小球的弹力吊1慢慢减小,故小球对斜面的压力慢慢减小,选项B错误;将小球和小滑块看 成一个整体,对其进行受力分析如图乙所示,则由力的平衡条件可得:为2 =611sme,尸= G1+G2-吊1C0S区因吊1慢慢减小,所以入2慢慢减小,尸慢慢增大,故
14、选项C错误,D 正确。1、【题干】如图所示,质量为例的直角三棱柱力放在水平地面上,三棱柱的斜面是 光滑的,且斜面倾角为eo质量为/77的光滑球4放在三棱柱和光滑竖直墙壁之间,/和8 都处于静止状态,则地面对三棱柱的支持力和摩擦力各为多少?【答案】(/V/+6)g m或and【解析】选取4和8整体为探讨对象,它受到重力(例+ m)g,地面支持力爪,墙壁的弹力F 和地面的摩擦力行的作用,处于平衡状态,如图所示,依据平衡条件有:吊-(例+ m)g= 0尸二斤,可得吊=(例+再以8为探讨对象,它受到重力mg,三棱柱对它的支持力Fab,墙壁对它的弹力厂的 作用,处于平衡状态,如图所示,依据平衡条件有,竖
15、直方向上:巳 5cos 8= mg水平方向上:Fa3= F解得 F- mgta n Q所以 R= F= mg.ar32、【题干】如图所示,质量为例的木块/套在粗糙水平杆上,并用轻绳将木块/与质 量为0的小球8相连。现用水平力尸将小球8缓慢拉起,在此过程中木块/始终静止不动。 假设杆对力的支持力为/V,杆对/的摩擦力为,绳中张力为T,则此过程中()A 不变B .尸增大C .7减小D . /V减小【答案】B【解析】 以木块、轻绳、小球为整体,竖直方向上只有重力和支持力/V作用,故将 小球缓慢拉起过程中,支持力A/不变,D项错;水平方向上,拉力与木块所受摩擦力为平 衡力,即尸=尸;以小球为探讨对象,
16、受重力、拉力厂和绳子拉力作用,由平衡条件可知,F =mgtanO, 8为绳与竖直方向的夹角,拉起过程中,绳与竖直方向的夹角8变大,故力F 变大,所以木块所受摩擦力尸变大,A项错,B项正确;绳中张力为mg/cQsO,可见张力T 随8变大而变大,C项错。3、如图所示,挡板垂直于斜面、固定在斜面上,一滑块777放在斜面上,其上表面呈弧 形且左端最薄,一球M搁在挡板与弧形滑块上,一切摩擦均不计,用平行于斜面的拉力F 拉住弧形滑块,使球与滑块均静止。现将滑块平行于斜面对上拉过一较小的距离,球仍搁在 挡板与滑块上且处于静止状态,则与原来相比()A.滑块对球的弹力增大B.挡板对球的弹力减小C.斜面对滑块的弹
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 4.3共点力的动态平衡二 教案 4.3 共点力 动态平衡
限制150内