高中物理复习培优卷02静力学

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1、^=2°8GOA,可得Fa=3N高中物理复习培优卷02班级姓名得分例1：如图，质量均匀的硬杆一端搁在水平地面上，另一端靠在光滑竖直壁上，硬杆与水平地面间的动摩擦因数为卩，杆与水平面间夹角为6=53°,已知杆质量为0.8kg,g=1Om/s2,求：（1）墙壁对杆的弹力大小；（2）若最大静摩擦力等于滑动摩擦力，测杆与地面间动摩擦因数为多大才可以使杆静止。解法一：杆受力如图，B端受水平地面支持力Fb、摩擦力f,二力的合力F和杆的重力G、A端的弹力Fa三个力作用线一定交于一点，所以可得因水平方向平衡，所f=FA=3N；竖直方向平衡可知F

2、b=8N；设最大静摩擦力为仏，则0vfWfm,而且由题可知fm"FB，所以求得U$2二0.3758解法二一个力F和它到转动轴的距离ZZ积叫做力矩，用符号M表示，即M=F/,规定使物体绕转动轴逆时针转动的力矩为正，顺时针转动的力矩为负，物体平衡时力矩的合一定为零，即平衡条件是M合=0杆受力如图，以过B点垂肓纸面的线为转动轴，则Fb、f的力矩为0,重力G的力矩为正，Fa的力矩为负，设杆长为L,由平衡条件得mg—Leos0-FALsin0=02解得Fa=3N；（第2问略）例2：半径为R的光滑半球形碗，I古I定于水平桌面上，一根长为L、

3、重为G的光滑匀质棒，一端在碗内，一端在碗外，斜靠在碗缘。求平衡时，棒与水平面的夹角0o解：棒受力如图，以A点为支点，N的力矩为0,重力G和B点的弹力T对A点的力矩平衡，即TXAB-GxlLeos0=0,2由直角三角形可知AB=2Rcos（）,求得丁=座4RDNRG三个力可构成矢量三角形，由止弦定理可得N_Gsin0_sin(f+&)综合上式，整理得8Rcos20—Leos0—4R=0解得cose=例3：如图所示，一个质量为m的物体放在倾角为0的斜面上，物体与斜面的动摩擦因数为P，用一水平力F推物体使Z在斜面上匀速上滑.求：（1）

4、推力F.（2）若倾角可变，那么6等于多少时无论用多大的推力，也不能使物体上滑？（机械学上称为自锁）解：（1）:对物体受力分析如图所示，根据平衡条件应有：FN=Fsin0+mgcos0...①Fcos0=mgsin0+f...②f=

5、iFN...@联立①②③解得:F"sin&+ZWcos&cos&-“sin&（2）:根据上面的表达式f二沁牡处空fcossin&知，当满足cos0-usin0=0时，F为无穷大，即说明无论用多人的推力，也不能使物体上滑，解得：tan0=丄,补充:1、全反力：接触面给物体的摩擦力与支持力的合力称全反力，

6、一般用R表示，亦称接触反力。2、摩擦角：全反力与支持力的最大夹角称摩擦角，一般用表示。此时，要么物体已经滑动，必有：（pm=arctgfi（

7、i为动摩擦因素），称动摩擦力角；要么物体达到最大运动趋势，必有：（pms=arctggs（pis为静摩擦因素）,称静摩擦角。通常处理为

8、i,（pm+0=—F、・2故知tan0=—A

9、例4：半径为R、质量为Mi的均匀圆球与一质量为M2的重物分别用细绳AD和ACE悬挂于同一点A,并处于平衡，如图所示。已知悬点A到球心O的距离为L,不考虑绳的质量和绳与球心的摩擦，试求悬挂圆球的绳AD与竖直方向AB的夹角Oo解：如图所示，以球为研究对象，球受到重力、绳子ACE对球的压力N及AD绳的拉力T作用,因为不考虑绳对球的摩擦,则绳对球的压力N必然通过球心，球是均匀的，重心必在球心,所以第三个力AD绳的拉力必过球心，即O、A、D三点在同一直线上。以球、重物和绳作为一个系统，以A为转动轴，由力矩平衡条件可得Mig•OB-M2g•

10、BC=0(过A点的力的力矩为0)而OB=Lsin0,BC=R—Lsin0,代入上式可得悬挂圆球的绳4D与竖直方向AB的夹角0。0=arcsin——L巩固练习1、物体放在水平面上，用与水平方向成30。的力拉物体时,物体匀速前进。若此力大小不变，改为沿水平方向拉物体，物体仍能匀速前进，求物体与水平面之间的动摩擦因素卩。m22、如图所示，一个重量为G的小球套在竖直放置的、半径为R的光滑大环上，另一轻质弹簧的劲度系数为k,自由长度为L(L<2R),一端固定在大圆环的顶点A,另一端与小球相连。环静止平衡时位于大环上的B点。试求弹簧与竖直方

11、向的夹角0。3、两根等长的细线，一端拴在同一悬点O上，另一端各系一个小球，两球的质量分别为mi和m2,己知两球间存在大小相等、方向和反的斥力而使两线张开一定角度，分别为45和30°,如图所示。则mi:m2为多少？4、如图所示，质量m=5kg的物体置于一粗糙斜面上