力物体的平衡共点力作用下的物体的平衡.ppt

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1、第一章:力物体的平衡第4讲共点力作用下的物体的平衡重点难点诠释………………04典型例题剖析………………09目录重点难点诠释跟踪练习1以下四种情况中,物体处于平衡状态的有()A.竖直上抛物体达最高点时B.做匀速圆周运动的物体C.单摆摆球通过平衡位置时D.弹簧振子通过平衡位置时[解析]竖直上抛物体在到达最高点时a=g,匀速圆周运动物体的加速度a=v2/R,单摆摆球通过平衡位置时,切向加速度a切=0,法向加速度a法=v2/R,合加速度a=v2/R,弹簧振子通过平衡位置时,a=0,故D正确.[答案]D跟踪练习2重力为G的均质杆一端放在粗糙的水

2、平面上,另一端系在一条水平绳上,杆与水平面成α角,如图所示,已知水平绳中的张力大小为F1,求地面对杆下端的作用力大小和方向?重点难点诠释重点难点诠释[解析]地面对杆的作用力是地面对杆的弹力和擦力的两个力的合力,这样杆共受三个彼此不平行的作用力,根据三力汇交原理知三力必为共点力,如图所示,设F与水平方向夹角为β,根据平衡条件有:Fsinβ=G,Fcosβ=F1,解得[答案]方向:与水平方向夹角为arctan,且斜向上跟踪练习3如图所示,用个轻质三角支架悬挂重物,已知AB杆所受的最大压力为2000N,AC绳所受的最大拉力为1000N,α角

3、为30°.为了不使支架断裂,则所悬的重物应当满足什么要求.重点难点诠释重点难点诠释[解析]将悬挂重物拉力F=G分解为水平方向分力F1和沿CA方向的分力F2,则根据三角关系可知F1∶F2=cos30°=,而AB、AC能承受的最大作用力之比为Fm∶F2m=2>.当重物重力增加时,对AC拉力将先达到最大值,则应以AC拉力最大值来讨论重物的重力大小.Gm=F2msin30°=500N.所以重物重力G≤500N.[答案]G≤500N例2固定在水平面上光滑半球,半径为R,球心O的正上方固定一个小定滑轮,细线一端拴一小球,置于半球面的A点,另一端绕

4、过C点,现缓慢地将小球从A点拉到B点,则此过程中,小球对半球的压力大小FN、细线的拉力大小F的变化情况是()A.FN变大,F不变B.FN变小,F变大C.FN不变,F变小D.FN变大,F变小典型例题剖析典型例题剖析[解析]小球缓慢运动合力为零,由于重力G、半球的弹力FN、绳的拉力F的方向分别沿竖直方向、半径方向、绳收缩的方向,所以由G、FN、F组成的力的三角形与长度三角形△AOC相似,所以有:拉动过程中,AC变小,OC与R不变,所以FN不变,F变小.[答案]C典型例题剖析例4一表面粗糙的斜面,放在水平光滑的地面上,如图所示,θ为斜面的倾

5、角.斜面固定时,一质量为m的滑块恰好能沿斜面匀速下滑.斜面不固定时,若用一推力F作用于滑块,使之沿斜面匀速上滑.为了保持斜面静止不动,必须用一大小为F0=4mg·cosθ·sinθ的水平力作用于斜面.求推力F的大小和方向.典型例题剖析[解析]因物块恰好沿斜面匀速下滑,则对物块由平衡条件可得mgsinθ=μmgcosθ所以μ=tanθ设施加的推力F沿斜面方向的分量为Fx,垂直于斜面方向的分量为Fy,则物块受力如图(1)所示,其中N为斜面对物块的支持力,f为物块受到的摩擦力,由平衡条件可得Fx-mgsinθ-f=0N-Fy-mgcosθ=

6、0由滑动摩擦定律f=μN典型例题剖析对斜面受力分析,如图(2)所示,其中G为斜面体受到的重力,N0为地面对斜面的支持力,由平衡条件可得F0=f′cosθ+N′sinθ联立上述方程可得Fx=3mgsinθFy=mgcosθ所以施加的推力F的大小为:它与水平方向夹角的正切值为tanφ=Fy/Fx=cotθ[答案]mg方向:与水平方向所成夹角为arctan(cotθ)1.[答案]BC适时仿真训练2.[答案]A3.[答案]AB

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