受力分析 物體的平衡

2023-01-29 22:42:04 字數 3565 閱讀 6839

【思想方法】

1.處理平衡問題的基本思路:確定平衡狀態(加速度為______)→巧選研究物件(整體法或隔離法)→受力分析→建立平衡方程→求解或作討論.

2.常用的方法有:(1)在判斷彈力或摩擦力是否存在以及確定方向時常用______法.

(2)求解平衡問題常用:正交分解法、力的合成法(在三個共點力作用下的平衡,任意兩個合力必與第三個力等大反向)、解向量三角形法和________法(分析動態平衡問題).

一、受力分析

【例1】如圖所示,物體a靠在傾斜的牆面上,在與牆面和b垂直的力f作用下,a、b保持靜止,試分析a、b兩物體受力的個數.

【解題指導】

1.在分析兩個以上相互作用物體的受力時,要整體法和隔離法相互結合.

2.確定摩擦力和彈力的方向時,通常根據物體所處的狀態,採用「假設法」判斷.

3.當直接分析某一物體的受力不方便時,常通過轉移研究物件,先分析與其相互作用的另一物體的受力,然後根據牛頓第三定律分析該物體的受力.上例中就是先分析了b的受力,又分析a的.

【強化練習1】(2010·海南·3) 兩剛性球a和b的質量分別為ma和mb,直徑分別為da和db(da>db).將a、b球依次放入一豎直放置內徑為r的平底圓筒內,如圖所示.設a、b兩球靜止時對圓筒側面的壓力大小分別為ff1和ff2,筒底所受的壓力大小為f.已知重力加速度大小為g,若所有接觸都是光滑的,則a.f=(ma+mb)g,ff1=ff2

b.f=(ma+mb)g,ff1≠ff2

c.magd.mag二、重力、彈力和摩擦力作用下的物體平衡

【例2】如圖甲所示,在圓柱體上放一小物塊p,圓柱體繞水平軸o緩慢轉動,從a轉至a′的過程,物塊與圓柱體保持相對靜止,則圖乙反映的是該過程中

a.重力隨時間變化的規律

b.支援力隨時間變化的規律

c.摩擦力隨時間變化的規律

d.合外力隨時間變化的規律

【拓展**】請同學們畫出摩擦力隨時間變化的圖象?

【解題指導】

1.本題考查了力學中的三種力及力的分解,物體平衡條件的應用。

2.審題時要注意,「緩慢」常作為平衡狀態,受力分析時應特別注意摩擦力的方向沿著接觸面的切線方向。

3.對球形物體受力分析時,支援力的方向是過球心的。

4.在作圖象時,要注意應用物理規律找到相關的函式表示式。

【強化練習】如圖所示,將半球置於水平地面上,半球的**有一光滑小孔,柔軟光滑的輕繩穿過小孔,兩端分別系有質量為m1、m2的物體(兩物體均可看成質點),它們靜止時m1與球心o的連線與水平線成45°角,m1與半球面的動摩擦因數為0.5,m1所受到的最大靜摩擦力可認為等於滑動摩擦力,而的最小值是( )

a. b. cd.

三、力的合成法在平衡問題中的應用

【例3】(2010·茂名市二模)如圖所示是骨折病人的牽引裝置示意圖,繩的一端固定,繞過定滑輪和動滑輪後掛著乙個重物,與動滑輪相連的帆布帶拉著病人的腳,整個裝置在同一豎直平面內.為了使腳所受的拉力增大,可採取的方法是

a.只增加繩的長度 b.只增加重物的質量

c.只將病人的腳向左移動 d.只將兩定滑輪的間距增大

【解題指導】

1.物體在三個共點力作用下平衡時,任意兩個力的合力與第三個力等大反向.

2.當兩個力之間的夾角減小時,合力增大;夾角增大時,合力減小.

【強化練習3】如圖所示, acb是一光滑的,足夠長的、固定在豎直平面內的「∧」形框架,其中ca、cb邊與豎直方向的夾角均為θ.p、q兩個輕質小環分別套在ca、cb上,兩根細繩的一端分別繫在p、q環上,另一端和一繩套繫在一起,結點為o.將質量為m的鉤碼掛在繩套上,op、oq兩根細繩拉直後的長度分別用l1、l2表示,受到的拉力分別用f1和f2表示,則( )

a.若l1=l2,則兩繩受到的拉力f1=f2

b.若l1=l2,則兩繩受到的拉力f1>f2

c.若l1d.若l1>l2,則兩繩受到的拉力f1=f2

四、有彈簧作用的物體平衡問題

【例4】如圖1-8所示,一根輕彈簧上端固定在o點,下端拴乙個鋼球p,球處於靜止狀態.現對球施加乙個方向向右的外力f,使球緩慢偏移,在移動中彈簧與豎直方向的夾角θ<90°,且彈簧的伸長量不超過彈性限度,並始終保持外力f的方向水平,則圖1-9給出的彈簧伸長量x與cosθ的函式關係圖象中,最接近的是(  )

【強化練習4】如圖所示,完全相同的a、b兩球,質量均為m,用兩根等長的細線懸掛在o點,兩球之間夾著一根勁度係數為k的輕彈簧,靜止時,彈簧處於水平方向,兩根細線之間的夾角為θ,則彈簧的長度被壓縮了

a. b.

c. d.

【能力提公升】

1. 如圖所示, 輕繩上端固定在天花板上的o點,下端懸掛乙個重為10 n的物體a、b是固定的表面光滑的圓柱體.當a靜止時,輕繩與天花板的夾角為30°,b到繩的壓力是

a.5 nb.10 n c. nd. n

2. 如圖所示,用一根細繩通過定滑輪拉物體m,物體m靜止不動.則下列物體m的受力分析示意圖可能正確的是( )

4.傾角為30°的斜面體放在水平地面上,在斜面上放乙個質量為5 kg的小物塊,系統處於靜止狀態. 若在小物塊上再作用乙個豎直向上的力f=4 n,如圖所示.則地面對斜面體的支援力fn,小物塊受到的摩擦力ff的變化情況是

a.fn減小了4 n b.fn的減小量小於4 n

c.ff減小了4 nd.ff的減小量小於4 n

5. 如圖所示, 斜面體b的質量為m,放在粗糙的水平地面上.質量為m的滑塊a以一定的初速度沿著有摩擦的斜面向上滑,然後又返回,整個過程中b相對地面沒有移動.由此可知 ( )

a.地面對b一直有向右的摩擦力

b.地面對b一直有向左的摩擦力

c.地面對b的摩擦力方向先向左後向右

d.地面對b的支援力一直小於(m+m)g

6.如圖所示, 傾斜天花板平面與豎直方向夾角為θ,推力f垂直天花板平面作用在木塊上,使其處於靜止狀態,則( )

a.木塊一定受三個力作用 b.天花板對木塊的彈力fn>f

c.木塊受的靜摩擦力等於mgcosθ d.木塊受的靜摩擦力等於mg/cosθ

7. (2010·濟南市三模) 如圖所示, 物體p左邊用一根輕彈簧和豎直牆相連,放在粗糙水平面上,靜止時彈簧的長度大於原長.若再用乙個從零開始逐漸增大的水平力f向右拉p,直到把p拉動.在p被拉動之前的過程中,彈簧對p的彈力fk的大小和地面對p的摩擦力ff的大小的變化情況是

a.fk保持不變,ff先減小後增大

b.fk保持不變,ff始終減小

c.fk先不變後增大,ff先減小後增大

d.fk始終增大,ff始終減小

8.如圖在粗糙的斜面上, 物塊用勁度係數為100 n/m的輕質彈簧平行於斜面拉住此物塊放在ab間任何位置均能靜止,在其他位置不能靜止.測得ab=22 cm,oa=8 cm,則物塊靜止在斜面上時受到的摩擦力大小可能為

a.14 nb.10 n c.6 nd.2 n

9.(2010·泉州市5月質檢)如圖所示, 將細線的一端繫在右手中指上,另一端系上乙個重為g的鉤碼.用一支很輕的鉛筆的尾部頂在細線上的某一點,使細線的上段保持水平,筆的尖端置於右手掌心.鉛筆與水平細線的夾角為θ,則( )

a.中指受到的拉力為gsinθ b.中指受到的拉力為gcosθ

c.手心受到的壓力為g/sinθ d.手心受到的壓力為g/cosθ

動態平衡的受力分析

一 力學動態平衡問題 所謂動態平衡問題是指通過控制某些物理量,使物體的狀態發生緩慢的變化,而在這個過程中物體又始終處於一系列的平衡狀態中。解決動態平衡問題的思路是,明確研究物件。對物體進行正確的受力分析。觀察物體受力情況,認清哪些力是保持不變的,哪些力是改變的。選取恰當的方法解決問題。根據受力分析的...

物體受力分析方法總結

一 口訣 一定物件,二查力,三看狀態,四分析 即 1 確定研究物件 2 檢視物體受到的力 先重力,後彈力,最後按物體運動狀態找摩擦力 靜止或勻速直線運動狀態合力為零 3 看清物體所處的狀態 4 分析各力之間的關係 一般根據受力平衡 二 受力分析方法 1 隔離法 1 明確研究物件 要分析哪個物體的受力...

二輪複習學案導學案1受力分析物體的平衡

專題一受力分析物體的平衡 學案1 受力分析物體的平衡 考情分析 考點 受力分析問題與物體的平衡問題是力學的基本問題,在近幾年的高考中頻頻出現,主要考查力的產生條件 力的大小方向的判斷 力的合成與分解 平衡條件的應用 動態平衡問題的分析 鏈結體問題的分析,涉及的思想方法有 整體法與隔離法 假設法 正交...