2010屆高考物理復(fù)習(xí)強(qiáng)化雙基系列課件19《共點(diǎn)力作用下物體的平衡》.ppt

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1、2010屆高考物理復(fù)習(xí) 強(qiáng)化雙基系列課件,19共點(diǎn)力作用下物體的平衡,共點(diǎn)力作用下物體的平衡,要點(diǎn)疑點(diǎn)考點(diǎn),課 前 熱 身,能力思維方法,,要點(diǎn)疑點(diǎn)考點(diǎn),一、共點(diǎn)力的概念 幾個(gè)力作用于物體上的同一點(diǎn)或幾個(gè)力的作用線相交于同一點(diǎn),這幾個(gè)力叫做共點(diǎn)力. 二、共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件 1.平衡狀態(tài):一個(gè)物體在共點(diǎn)力的作用下,如果保持靜止或者做勻速直線運(yùn)動(dòng),就說(shuō)這個(gè)物體處于平衡狀態(tài). 2.共點(diǎn)力作用下物體平衡條件是:合力為0,寫(xiě)成公式F合=0.,,3當(dāng)物體受到三個(gè)力處于平衡狀態(tài)時(shí),通常把其中任意兩個(gè)力合成,則其合力與第三個(gè)力的關(guān)系是大小相等,方向相反;或者把其中任一個(gè)力沿另兩個(gè)力方向所在直線分解,則

2、兩個(gè)分力與另兩個(gè)力的關(guān)系是分別對(duì)應(yīng)大小相等,方向相反. 4如果物體受到三個(gè)以上的力作用時(shí),一般用正交分解法.,要點(diǎn)疑點(diǎn)考點(diǎn),,,課 前 熱 身,,1一物體同時(shí)受到共面的三個(gè)力的作用,下列幾組力的合力可以為0的是(ABD) A.5N、7N、8N B.5N、2N、3N C.1N、5N、10N D.1N、10N、10N,課 前 熱 身,,2.兩個(gè)物體A和B,質(zhì)量分別為M和m,用跨過(guò)定滑輪的輕繩相連,A靜止于水平地面上,如圖1-4-1所示,不計(jì)摩擦,A對(duì)繩的作用力的大小與地面對(duì)A的作用力的大小分別為(A) A.mg,(M-m)g B.mg,Mg C.(M-m)g,Mg D.(M+m)g,(M-m)g,

3、圖1-4-1,課 前 熱 身,,3一根粗細(xì)均勻的勻質(zhì)棒按不同的對(duì)稱(chēng)方式懸掛于線下,如圖1-4-2所示,則圖中哪一種懸掛方式能使線的張力最小(D),圖1-4-2,課 前 熱 身,,4.在如圖1-4-3的裝置中,物體A處于靜止.已知A所受重力GA=10N,B所受重力GB=2N,繩與水平方向的夾角為37.那么,物體A與水平地面的摩擦力f=1.6N,物體A對(duì)地面的壓力FN=8.8N,圖1-4-3,,能力思維方法,,【例1】如圖1-4-4所示,質(zhì)量為m1=5kg的物體,置于一粗糙的斜面上,用一平行于斜面的大小為30N的力F推物體,物體沿斜面向上勻速運(yùn)動(dòng),斜面體質(zhì)量m2=10kg,且始終靜止,取g=10m

4、/s2,求地面對(duì)斜面的摩擦力的大小及支持力的大小.,圖1-4-4,能力思維方法,,【解析】(1)隔離法:對(duì)物體作受力分析,如圖1-4-5(a)所示,由圖可知,在垂直于斜面方向上 FN=m1gcos30 在平行于斜面方向上, F=m1gsin30+Ff,Ff=F-m1gsin30,圖1-4-5,能力思維方法,,再對(duì)斜面體作受力分析,如圖1-4-5(b)所示. 在豎直方向上有 FN地=m2g+FNcos30-Ffsin30,且Ff=Ff. 將、兩式代入式得 FN地=(m2+m1)g-Fsin30=135N. 在水平方向上有,圖1-4-5,能力思維方法,,FNx=FNsin30=m1gcos30si

5、n30 Ffx=Ffcos30=Fcos30-m1gsin30cos30 顯然,F(xiàn)fx和FNx方向均向右,斜面體有向右運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì),受到地面對(duì)它向左的摩擦力F地. F地=Ffx+FNx=Fcos30= N.,能力思維方法,,(2)整體法:由于不要求求出物體和斜面體之間的相互作用力,而且兩個(gè)物體均處于平衡態(tài),故可以將物體和斜面體當(dāng)作一個(gè)整體來(lái)研究,其受力圖如圖1-4-6所示.由圖可知: 在水平方向上,有F地=Fcos30= N; 在豎直方向上,有FN地=(m2+m1)g-Fsin30=135N.,圖1-4-6,能力思維方法,,【解題回顧】從以上兩種方法比較,不難看出;整體法比隔離法簡(jiǎn)捷得多一般

6、情況下,兩個(gè)以上相互連接處于平衡狀態(tài)的物體,若研究的問(wèn)題不涉及物體間的相互作用,用整體法往往簡(jiǎn)捷明了,能力思維方法,,【例2】如圖1-4-7所示,重為G的均勻鏈條,兩端用等長(zhǎng)的輕繩連接,掛在等高的地方,繩與水平方向成角,試求: (1)繩子張力. (2)鏈條最低點(diǎn)的張力.,圖1-4-7,能力思維方法,,【解析】(1)以繩子為研究對(duì)象,繩子兩端所受的力為F1和F2,重力G可看作作用在繩子中點(diǎn),把F1 、 F2分解成水平方向和豎直方向兩個(gè)分量,由力的平衡條件有 F1sin = F2 sin =G F1cos = F2 cos =0 由式得F=F1= F2 =G/2sin,能力思維方法,,(2)為了求

7、鏈條最低點(diǎn)的張力T,隔離取一半鏈條作為研究對(duì)象,受力分析如圖1-4-8所示,在水平方向有 T=F1cos =(G/2sin) cos =G/2tan 求T時(shí),也可隔離一半鏈條為研究對(duì)象,用力的矢量三角形求解.,能力思維方法,,【例3】光滑半球面上的小球被一通過(guò)定滑輪的力F由底端緩拉到頂端的過(guò)程中,試分析繩的拉力F及半球面對(duì)小球的支持力FN的變化情況(如圖1-4-9所示).,圖1-4-9,能力思維方法,,【解析】如圖1-4-10所示,作出小球的受力示意圖,注意彈力FN總與球面垂直.從圖中可得到兩畫(huà)陰影的三角形相似.,圖1-4-10,能力思維方法,,設(shè)球體半徑為R,定滑輪到球面的距離為h,繩長(zhǎng)為L(zhǎng)

8、,根據(jù)三角形相似性得 F/L=mg/(h+R)FN/R=mg/(h+R). 由上兩式得 繩中張力F=mgL/(h+R), 球面彈力FN=mgR/(h+R). 由于拉動(dòng)過(guò)程中h、R不變,L變小. 故F減小,F(xiàn)N不變.,能力思維方法,,【解題回顧】三角形相似法解此類(lèi)問(wèn)題很方便,但不滿足此法適用條件的不能亂用. 本題也可利用正交分解法及正弦定理求出FN及F的表達(dá)式,再作討論,請(qǐng)同學(xué)們?cè)囋嚕⑴c上面相似三角形法比較,體會(huì)一下相似三角形的妙用.,能力思維方法,,【例4】給你一個(gè)立方體重物,一塊平整的長(zhǎng)木板,幾本厚薄不同的書(shū)和一根刻度尺,要求用這些器材在桌面上粗略測(cè)定重物與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù),試簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)方案,并寫(xiě)出的表達(dá)式.(用測(cè)量量來(lái)表示),能力思維方法,,【解析】如圖1-4-11把書(shū)墊在長(zhǎng)木板的一端形成一個(gè)斜面,把立方體重物放在斜面上,輕推一下立方體物塊,看能否沿斜面滑下,適當(dāng)改變書(shū)的本數(shù)及位置,直到使物塊能沿斜面勻速滑下,用刻度尺測(cè)出長(zhǎng)木板的長(zhǎng)度L和被墊一端的高度h. 當(dāng)物塊勻速下滑時(shí),由平衡條件可得,mgsin-mgcos=0 ,=tan 而 則,,再見(jiàn),

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