专题复习:力的平衡问题

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时间:2019-05-09

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1、专题一:平衡1、二力平衡F1F2F1=-F22、三力平衡F1F2F1F3F1+F2+F3=0各个方向的合力均为0。3、一般物体平衡:如图所示均匀横梁OB长1.0m重G=60N一端安在轴O上,另一端用钢索AB拉着。求钢索的拉力和轴O对杆的作用力?ABO37℃解:研究杆:受力如图所示以O为轴:T·OBsin37。=G以A为轴:Fx·OBtan37。=G以B为轴:Fy·OB=G解得:T=50NFx=30NFy=40NABO37。FyFxTG以任意点为轴合力矩均为O。各个方向的合力均为OTcos37。=FxTsin37。+Fy=GFx、Fy的合力方向与G、T的力的作用线交于一点。结论

2、: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连恰能组成一个封闭三角形)F1F2F3专题二:三种力1、重力:(1)产生条件:由于地球吸引而使物体受到的力。(2)大小:G=mg测量:弹簧秤T-G=maG-N=ma超重失重a=gN=0完全失重(3)方向:竖直向下。TGNGaa2、弹力:(1)产生条件:两个物体直接接触,并发生弹性形变。(2)大小:胡克定律f=kx(对弹簧)其他与形变程度有关,一般由牛顿运动定律求解。(3)方向:与施力物体的形变方向相反。三个模型:(1)轻绳:绳对物体的拉力是沿绳收缩的方向。同一根绳上各点受拉力都相等。例:如

3、图所示,长为5m的细绳的两端分别系于竖立在地面上相距为4m的两杆的顶端A、B,绳上挂一个光滑的轻质滑轮,其下连着一个重为12N的物体,静止时绳的能力T为_____。解:T1R=T2RT1=T2T1cosα=T2cosβα=βT1sinα+T2sinβ=GT1=T2==50N4mT1T2αβ(2)轻杆:杆对物体的弹力不一定沿杆方向,如果轻直杆只有两端受力而处于平衡状态,则轻杆两端对物体的弹力方向一定沿杆方向。例:如图所示,AB为水平轻杆,一端插入墙中,一根轻绳的一端固定在墙上C点,另一端跨过B端的光滑滑轮下挂一重为60N的重物D,求绳BC的拉力和滑轮的受力?ACBD30。解得:

4、T=60NN=60N若改为如图所示:则杆的力一定沿杆T=120NN=60NACBD30。(3)轻弹簧:弹簧对物体的力可能为支持力,也可能为拉力,但一定沿弹簧轴线方向。例:如图所示,两物重分别为G1,G2两弹簧的劲度系数分别为K1,K2弹簧K2两端与两物体相连,弹簧K1和G1相连和地面不拴接,用竖直向上的力缓慢向上拉G2,直到下面的弹簧刚好离开地面,求此过程中G2上升的高度。3、摩擦力(1)产生条件:两物体直接接触,相互挤压,接触面粗糙,有相对运动或相对运动的趋势。两物体间有弹力是这两物体间有摩擦力的必要条件。(没有弹力不可能有摩擦力)(2)大小:0-fm=µoN一般由物体的受

5、力情况和运动情况共同确定。滑动摩擦力大小f=µN。(3)方向:与物体间的相对运动(或相对运动趋势)的方向相反。例1、如图所示,位于斜面上的物块M在沿斜面向上的力F作用下,处于静止状态,则斜面作用于物块的静摩擦力的A方向可能沿斜面向上B方向可能沿斜面向下C大小可能等于OD大小可能等于FFM答案:A、B、C、D例2、如图所示,C是水平地面,AB是两个长方形物块,F是作用在物块B上沿水平方向的力,物体A和B以相同速度作匀速直线运动,由此可知,A、B间的动摩擦因数µ1和B、C间的动摩擦因数µ2有可能是:Aµ1=0µ2=0Bµ1=0µ2≠0Cµ1≠0µ2=0Dµ1≠0µ2≠0ABCF答

6、案:B、D专题三:力的计算1、矢量和标量。2、合力和分力关系:平行四边形定则三角形定则[F1-F2]≤F≤F1+F2F1F2FF1F2F3、合力和分力的等效性。在分析同一个问题时,合矢量和分矢量不能同时使用。4、合力与分力是同种性质的力。如对斜面的物体所受重力进行分解。5、物体的受力分析。(1)明确研究对象。(2)按顺序找力。(3)只画性质力,不画效果力。(4)需要合成或分解时,必须画出相应的平行四边形(或三角形)。专题四:平衡的计算方法1:平行四边形、三角形的应用。例:重G的光滑小球静止在固定斜面和竖直档板之间,若档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

7、弹力的大小F1,F2如何变化。F1F2G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,如图所示,F1逐渐变小,F2先变小后变大。方法2、正交分解法:例:物体A在水平力F1=400N的作用下,沿此角θ=60。的斜面匀速下滑,物体A受的重力G=400N,求A与斜面间的动摩擦因数µ。对A受力分析如图所示,平行斜面,垂直斜面建立坐标轴。N=mgcosθ+FsinθFcosθ=mgsinθ+fF=µN解得:µ=0.27FxN

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