学而思高中物理竞赛讲义.doc

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1、第2讲静力学复习本讲导学受力分析是高中物理一项重要的基本功，包含常见力的性质，平衡力的规律两大基本内容。本讲我们从常见模型一点点的入手逐步巩固的复习。知识模块第一部分：常见力知识点睛1．弹力的性质以及规律弹力是由于形变长生的力，具体的体现在弹簧，接触面，杆，绳等。弹簧弹力：胡克定律．轻绳：弹力方向沿绳且指向绳收缩方向轻杆：与轻绳不同，轻杆的弹力可以指向任意方向面和面：弹力垂直于接触面球和球：弹力沿两球球心连线难点：轻杆的弹力，可以自由转动的轻杆只有两个受力点时，弹力一定沿杆方向，可以是拉力也可以是压力。对于多个点受力的轻杆，必须用力矩平衡与力平衡规律联立分析。2．判断弹力有无：①消除法：去掉与

2、研究对象接触的物体，看研究对象能否保持原状态，若能则说明此处弹力不存在，若不能则说明弹力存在．如图：球静止在平面和平面之间，若小心去掉，球静止，说明平面对球无弹力，若小心去掉，球将运动，说明平面对球有支持力．②假设法：假设接触处存在弹力，做出受力图，再根据平衡条件判断是否存在弹力．如图，若平面和平面对球的弹力都存在，那么球在水平方向上将不再平衡，故平面的弹力不存在，平面的弹力存在．③替换法：用轻绳替换装置中的轻杆，看能否维持原来的力学状态，如果可以，则杆提供的是拉力，如果不能，则提供支持力．3．判断摩擦物体间有相对运动或相对运动的趋势．有相对运动时产生的摩擦力叫滑动摩擦力，有相对运动趋势时产生

3、的摩擦力叫静摩擦力．①滑动摩擦力：，是动摩擦因数，与接触物体的材料和接触面的粗糙程度有关，与接触面的大小无关．表示压力大小，可见，在一定时，．②静摩擦力：其大小与引起相对运动趋势的外力有关，根据平衡条件或牛顿运动定律求出大小．静摩擦力的大小在零和最大静摩擦力之间，即．静摩擦力的大小与无关，最大静摩擦力的大小与有关．③方向：滑动摩擦力方向与相对运动方向相反，静摩擦力方向与相对运动趋势方向相反．判断静摩擦力的有无：在接触面粗糙，两物体接触且互相挤压的条件下，可使用下列方法假设法：假设没有静摩擦力，看物体是否发生相对运动，若发生，则存在相对运动趋势，存在静摩擦力．反推法：根据物体的状态和受力分析推出

4、静摩擦力的大小和方向．4．摩擦角与自锁FfFNF′αθ当物体与支持面之间粗糙，一旦存在相对运动趋势，就会受静摩擦力作用，设最大静摩擦因数为μ（中学不要求最大静摩擦因数跟动摩擦因数的区别），则最大静摩擦力为fM＝μFN。如图中，水平面对物体的作用力F′（支持力与静摩擦力的矢量和）与竖直方向的夹角α，满足。α称为摩擦角，无论支持力FN如何变，α保持不变，其大小仅由摩擦因数决定。一个物体受静摩擦力作用而静止，当用外力试图使这个物体运动时，外力越大，物体被挤压的越紧，越不容易运动，即最大静摩擦力的保护能力越强，这种现象叫自锁（定）现象。出现自锁现象的原因是，自锁条件满足时，最大静摩擦力会随外力的增大而

5、同比例增大。应用举例生活中的自锁实例如图就是生活中一个用于抓住圆柱形重物的抓钩，只需要拉竖直的缆绳，就可以用钩子牢牢的抓住几吨重的钢管，你能分析它的工作原理么？男士腰带扣是一种防止皮带滑脱的小机械，图是一种男士腰带扣的剖面图，（a）型在十多年前曾风弥一时，当皮带试图向左滑出时，滚轴会随皮带滑动挤压更紧，进而阻止皮带的滑动，这是典型的自锁现象。现在的皮带扣多用（b）型，在皮带上附有固定的齿状防滑条，顶杆顶住齿槽而皮带滑动，实际是自锁现象的改进。大多数背包、挎包的背带用的“曰”字型缩放扣；也是利用了自锁原理。再有我们生活中用绳子打的各种结，也都是利用的自锁原理。向左运动被锁定，向右可方便运动，（a

6、）图是滑槽式锁定机构，（b）图是顶杆式锁定机构。滑槽滚轴（a）（b）滚轴截面，周圈是防滑齿。第二部分：平衡条件知识点睛通常不考虑形变的物体都称作刚体,刚体平衡必须满足两个条件其一,力的矢量和等于零,即这就保证了刚体没有平动.其二,作用于刚体的力对于矩心O的合力矩也为零,即某个力的力矩定义为力臂与力的叉乘,即M=r×F力矩M是矢量,其方向通常按右手螺旋定则确定:力矩M同时垂直于力臂r与力F,当右手螺旋从r的方向转到F的方向时大拇指的方向即为M的方向.注意:转轴可以随意选取，力矩计算的核心技巧是巧选转轴，总的原则是未知力作用线不能通过转轴，其次是其他未知力作用线尽量过轴。力偶:作用在物体上等大反向

7、不共线的一对力可以证明:力偶的力矩总和与矩心的选区无关，总力矩恒为：（d为力的作用线距离）重要推论：一个体系受n力平衡，如果其中n-1个力的作用线都汇于某点，则最后那个力作用线也必须过此点。例题精讲【例1】画出下列各图中物体A，ABC或构件AB，AC的受力图。未画重力的各物体的自重不计，所有接触处均为光滑接触。【例2】图示系统仅在与小车接触的点处存在摩擦，杆的重力为P，在保持系统平衡的前提下，逐步