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时间:2019-01-25
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1、XX届高考物理轮考点复习教案6 共点力作用下物体的平衡 知识点复习 一、物体的平衡 物体的平衡有两种情况:一是质点静止或做匀速直线运动,物体的加速度为零;二是物体不转动或匀速转动。 点评:对于共点力作用下物体的平衡,不要认为只有静止才是平衡状态,匀速直线运动也是物体的平衡状态.因此,静止的物体一定平衡,但平衡的物体不一定静止.还需注意,不要把速度为零和静止状态相混淆,静止状态是物体在一段时间内保持速度为零不变,其加速度为零,而物体速度为零可能是物体静止,也可能是物体做变速运动中的一个状态,加速度不为零。由此可见,静止的物体速度一定为零,但速度为零的物体不一定静止.因此,静止的物体一
2、定处于平衡状态,但速度为零的物体不一定处于静止状态。 总之,共点力作用下的物体只要物体的加速度为零,它一定处于平衡状态,只要物体的加速度不为零,它一定处于非平衡状态。 二、共点力作用下物体的平衡 .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,这几个力叫共点力。 .共点力的平衡条 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=0,Fy合=0 .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。 .解题方法 当物体在两个共点力作用下平衡时,这两个力一定等值反向;当物体在三个共点力作用下平衡时,往往采用平行四边形定则或三角形定
3、则;当物体在四个或四个以上共点力作用下平衡时,往往采用正交分解法。 【例1】下列哪组力作用在物体上,有可能使物体处于平衡状态 A.3N,4N,8NB.3N,5N,1N c.4N,7N,8ND.7N,9N,6N 用手施水平力将物体压在竖直墙壁上,在物体始终保持静止的情况下A.压力加大,物体受的静摩擦力也加大 B.压力减小,物体受的静摩擦力也减小 c.物体所受静摩擦力为定值,与压力大小无关 D.不论物体的压力改变与否,它受到的静摩擦力总等于重力 如下图所示,木块在水平桌面上,受水平力F1=10N,F2=3N而静止,当撤去F1后,木块仍静止,则此时木块受的合力为 A.0B.水平向
4、右,3N c.水平向左,7ND.水平向右,7N 解析:cD在共点力作用下物体的平衡条件是合力为零,即F合=0。只有cD两个选项中的三个力合力为零。 cD物体始终保持静止,即是指物体一直处于平衡状态,则据共点力作用下物体的平衡条件有 对物体受力分析,如下图 可得F=FN,Ff=G A撤去F1后,木块仍静止,则此时木块仍处于平衡状态,故木块受的合力为0. 【例2】氢气球重10N,空气对它的浮力为16N,用绳拴住,由于受水平风力作用,绳子与竖直方向成30°角,则绳子的拉力大小是__________,水平风力的大小是________. 解析:气球受到四个力的作用:重力G、浮力F1
5、、水平风力F2和绳的拉力F3,如图所示由平衡条件可得 F1=G+F3cos30° F2=F3sin30° 解得F3=NF1=2N 答案:4N2N 三、综合应用举例 .静平衡问题的分析方法 【例3】如图甲所示,一个半球形的碗放在桌面上,碗口水平,o点为其球心,碗的内表面及碗口是光滑的。一根细线跨在碗口上,线的两端分别系有质量为1和2的小球,当它们处于平衡状态时,质量为1的小球与o点的连线与水平线的夹角为α=60°。两小球的质量比为 A.B.c.D. 点评:此题设计巧妙,考查分析综合能力和运用数学处理物理问题的能力,要求考生对于给出的具体事例,选择小球1为对象,分析它处于平衡
6、状态,再用几何图形处理问题,从而得出结论。 解析:小球受重力1g、绳拉力F2=2g和支持力F1的作用而平衡。如图乙所示,由平衡条件得,F1=F2,,得。故选项A正确。 .动态平衡类问题的分析方法 【例4】重G的光滑小球静止在固定斜面和竖直挡板之间。若挡板逆时针缓慢转到水平位置,在该过程中,斜面和挡板对小球的弹力的大小F1、F2各如何变化? 解:由于挡板是缓慢转动的,可以认为每个时刻小球都处于静止状态,因此所受合力为零。应用三角形定则,G、F1、F2三个矢量应组成封闭三角形,其中G的大小、方向始终保持不变;F1的方向不变;F2的起点在G的终点处,而终点必须在F1所在的直线上,由作图可知
7、,挡板逆时针转动90°过程,F2矢量也逆时针转动90°,因此F1逐渐变小,F2先变小后变大。 点评:力的图解法是解决动态平衡类问题的常用分析方法。这种方法的优点是形象直观。 【例5】如图7所示整个装置静止时,绳与竖直方向的夹角为30º。AB连线与oB垂直。若使带电小球A的电量加倍,带电小球B重新稳定时绳的拉力多大? 【解析】小球A电量加倍后,球B仍受重力G、绳的拉力T、库伦力F,但三力的方向已不再具有特
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