物理竞赛静力学ppt课件.ppt

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1、一、力：（一）力的种类1、重力物理竞赛静力学第一讲力和力矩2、弹力3、摩擦力考点分析：复赛考题主要集中在摩擦力临界，及包含力矩的平衡问题1，重要的公理。将物体分为两部分，其重心必在两物体重心的连线l上。2，重要公理的推论。将物体分为两部分a和b，其重心G必在两物体重心的连线l上，且满足GbG/GaG=Ma/Mb，GaG+GbG=l。3，质量矩守恒法。在物体上任找一参考面，记为x，将其分为若干块，则满足：MD=m1d1+m2d2+m3d3……+mNdNm1+m2+……+mN=M，其中D为重心G到参考面x的距离。1.求解重心的方法例题：培优教程44页，4。2.弹簧弹力

2、：胡克定律F=kx两弹簧串联：两弹簧并联：K=k1+k2k1k2k1k2两种典型弹簧系统实质：F为使弹簧系统产生形变的力、也可以认为是弹簧系统形变产生的弹力，x为弹簧系统的形变量。例题：培优教程45页，6。TT3、摩擦力静摩擦力：取决于相对运动趋势滑动摩擦力：取决于m、N摩擦角（自锁）例,在机械设计中，常用到下面的力学装置，如图只要使连杆AB与滑块m所在平面法线的夹角θ小于某个值，那么无论连杆AB对滑块施加多大的作用力，都不可能使之滑动，且连杆AB对滑块施加的作用力越大，滑块就越稳定，工程力学上称为‘自锁’现象。则自锁时θ应满足什么条件？设滑块与所在平面间的动摩擦因

3、数为μ。分析：将连杆AB对滑块施加的推力F分解，且F远远大于mg，可以忽略。则滑块m不产生滑动的条件为Fsinθ＜μFcosθ化简得自锁的条件为θ＜arctanμ请同学们自己比较3个摩擦角的大小？法线例题：培优教程44页，例6。【例3】(全国预赛)如图2—1—7所示用力F推一放在水平地面上的木箱，质量为M，木箱与地面间摩擦因数为问：当力F与竖直成夹角多大时，力F再大也无法推动木箱?解题经验小结：引入摩擦角的好处：通过全反力的等效替代，可以减少力的个数，化多力平衡问题为三力平衡问题；可以迅速确定临界平衡状态；把平衡问题的判断转化为寻求角度之间的关系，这是求解平衡问题

4、的重要思路。解:选物体为研究对象，受力如图2-1-8所示，其受四个力作用而静止，将弹力N和摩擦力f合成作出全反力F．当物体将要发生滑动时，静摩擦角0。满足tg0=，由平衡条件知当0<<0时，物体出现自琐现象，也就是说此时无论用多大的力都不会使物体推动，故角属于范围(0,0)。二、力矩：力和力臂的乘积OLFOFL’力臂：力的作用线到转动轴的距离力矩单位：N·m，为矢量。顺时针或逆时针方向。力矩的效果：决定物体的转动状态合力矩的计算：所有顺时针力矩相加，减去所有逆时针力矩。若差值为正，说明合力矩为顺时针方向；若差值为负，说明合力矩为逆时针方向；若为零，说明

5、合力矩为零。合力矩为零：物体处于不转动或匀速转动状态。例4、如图所示，重球置于一光滑木板AB和光滑竖直墙壁之间，木板AB重力不计，可绕固定光滑铰链A转动，在B端施一始终竖直向上的力F，使B端缓慢落下，直至AB成水平位置，这个过程中，分析力F的大小如何变化，力F的力矩M如何变化？FBAFqGN1N2N2L为杆长，R为球半径例5、有六个完全相同的刚性长条薄片AiBi（i=1，2…6），其两端下方各有一个小突起，薄片及突起的重力均可不计，现将六个薄片架在一只水平的碗口上，使每个薄片一端的小突起Bi搭在碗口上，另一端的小突起Ai位于其下方薄片的正中，由正上方俯视如图，若将一

6、质量为m的质点放在薄片A6B6上的一点，这一点与此薄片中点的距离等于它与小突起A6的距离，求薄片A6B6中点A1所受的压力N设A1压力为N2N4N8N16N32NA4A1A3A5A2A65、解：第二讲物体的平衡1.定义：物体保持静止或匀速直线运动状态或匀速转动状态叫平衡态2.条件：合力为零，合力矩为零⑴合力为零：①在任意方向合力都为零；②这些力首尾相连可构成封闭多边形。⑵合力据为零：顺时针力矩之和与逆时针力矩之和相等，计算过程中，转动轴可自由选择。一.物体的平衡三个力汇交原理：三力合力为零所以可构成三角形，而且共点。例1：如图所示，横杆质量为m，绳AB一端固定在墙上

7、，另一端与横杆连接，杆的左端通过铰链与墙壁连接，横杆水平放置，绳AB与杆的夹角为45度，求：铰链对杆的作用力大小和方向？AB450AB450mgFNmgFNAB450mgFN1N2对杆：与水平方向成450角向上例题：培优教程53页，5。摩擦力与力矩综合例题：培优教程50页，例2。第26届全国中学生物理竞赛复赛试卷真题第28届全国中学生物理竞赛复赛试卷二、平衡的种类㈠稳定平衡：当物体稍稍偏离平衡位置，有一个力或力矩使之回到平衡位置，这样的平衡叫做稳定平衡。㈡不稳定平衡：当物体稍稍偏离平衡位置，它所受的力或力矩使它的偏离继续增大，这样的平衡叫做不稳定平衡。㈢随遇平衡