第13讲 共点力的平衡-教案.docx
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1、课程主题:共点力的平衡授课时间:学习目标1 .熟练掌握共点力平衡问题的分析方法2 .重点掌握动态平衡问题的两种解题思路教学内容&迷门测信1、如图所示,矩形斜面水平边的长度为o.6m,倾斜边的长度为0.8m,斜面倾角为37。,一与 斜面动摩擦因数为u=0.6的小物体重25N,在与斜面平行的力F的作用下,沿对角线AC匀速 下滑,求推力 F 的大小(Sin37 =0. 6, Cos37 =0.8)。ABD答案 9N物体在斜面方向的受力情况如图所示:由题意可知:9=37因为:Gx=mgsin37 =15NF=MN=Mmgcos37 =12N由余弦定理可知:F2=Gx2+f2-2Gxfcos 0 , 带
2、入数据可以得出:F=9N- UMCK- UMCKci八n4 *Ax)-f(x ;Ax,a U sin 一二一3 .1侬b物理分析知识点一受力分析整体法与隔离法的应用【知识梳理】A.脉对0的弹力逐渐减小B.地面对的摩擦力逐渐增大C.只。间的弹力先减小后增大D. 0所受的合力逐渐增大答案AC、对圆柱体Q受力分析,如图所示掰A重力的大小和方向都不变,杆MN的支持力方向不变、大小变化,半球P对Q的支持力方向和大小都变化,然后根据平衡条件,得到Nl=mgtan 6N2=mg/cos 9由于8不断增大,故N1不断增大,N2也不断增大;故A正确,C错误;B、由以上分析根据共点力平衡条件,有f=Nl=mgta
3、n 9由于。不断增大,故f不断增大,地面对P的作用力为N3和f的合力,故地面对P的作用力逐渐增大,故B正确;D、Q一直静止,合力为零,故D错误;故选:ABo【课堂练习】1.如图,一小球放置在木板与竖直墙面之间.设墙面对球的压力大小为为,球对木板的压力大小 为尺2.以木板与墙连接点所形成的水平直线为轴,将木板从图示位置开,“始缓慢地转到水平位置.不计 摩擦,在此过程中()|/A. &始终减小,凡始终增大B.凡始终减小,A始终减小C. A先增大后减小,凡始终减小3先增大后减小,尺先减小后增大【解答】解:以小球为研究对象,分析受力情况:重力G、墙面的支持力NJ和木板的支持力弗.根据牛顿第三定律得知:
4、Ni=N/Nz = N2 o根据平衡条件得:N/ =Gcot 0W = sin 8将木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置的过程中,。增大,cot。减小,sin。增大,则NJ和火都始终减小,故N1和M都始终减小,故ABD错误,C正确;故选:Co.如图所示,质量均可忽略的轻绳与轻杆承受弹力的最大值一定,轻杆A端用钱链固定,滑轮在1点正上 方(滑轮大小及摩擦均可不计),轻杆夕端吊一重物&现将绳的一端拴在杆的8端,用拉力尸将8端缓慢上 拉(均未断),在/夕杆达到竖直前,以下分析正确的是()A.绳子越来越容易断C. 杆越来越容易断B.绳子越来越不容易断D. 杆越来越不容易断【解答】解:设物体的重力为G.
5、以B点为研究对象,分析受力情况,作出力图,如图所示:一端固定在竖直墙面上,不计小球与斜面间的摩擦,则上,用轻绳拴住质量为勿的小 = 30 ,轻绳与斜面平行且另 ()CD、作出力Fn与F的合力F2,根据平衡条件得知,F2=Fi=G。F由FzFnBs/XOBA得:=胆,得到:Fn=即,F 2 0A0A式中,AB、OA、G不变,则Fn保持不变,故杆受力不变,故C错误,D错误;AB、由FEBsaOBA得:生=工,0B减小,则F一直减小;故绳子越来越不容易断,故A错误,BAB 0B正确;.(多选)如图所示,质量为的斜面体A置于粗糙水平面 球5置于斜面上,整个系统处于静止状态.已知斜面倾角。A.斜面体对小
6、球的作用力的大小为侬.轻绳对小球的作用力的大小为1侬C.斜面体对水平面的压力的大小为(,什勿)gD.斜面体与水平面间的摩擦力的大小为年侬【解答】解:A、以小球为研究对象受力分析,根据平衡条件, 垂直斜面方向:N=mgcos30 =2jng,故A错误,平行斜面方向:T=mgsin30 =Xng,故B正确;C、以斜面体和小球整体为研究对象受力分析,竖直方向:N= (m+M) g - Tsin30 ,故C错误;水平方向:f=Tcos30 =YHmg,故D正确。4故选:BDoMgmgMgmg?薛堂检测建议15m加1.如图所示,质量为m的等边三棱柱静止在水平放置的斜面上.已知三棱柱与斜面之间的动摩擦因数
7、为 口,斜面的倾角为30。,则斜面对三棱柱的支持力与摩擦力的大小分别为()A.mg和A侬C. -mg 和77 mg【解答】解:对物体受力分析:重力、支持力及摩擦力,作出受力图如图所示。 将重力沿斜面方向及垂直斜面的方向进行分解,则根据共点力的平衡条件可得:摩擦力为:Ff=mgsin30 =mg; 2支持力为:FN=mgcos30故选:Bo2.如图所示,A、B两球完全相同,质量为m,用两根等长的细线悬挂在0点,两球之间夹着一根劲度系数 为k的轻弹簧,静止不动时,弹簧位于水平方向,两根细线之间的夹角为则弹簧的长度被压缩了A.B.e侬 tan c ke2/ngtn 乙D, k【解答】解:对球A受力分
8、析,受重力mg、拉力T、弹簧的弹力F,如图根据平衡条件,结合合成法,有:F=mgtan 2根据胡克定律,有:F=kxemg tan-解得:x=-k故选:Ao3.如图所示,两根等长的轻绳将日光灯悬挂在天花板上,两绳与竖直方向的夹角都为45。,日光灯保持水 平,所受重力为G,左右两绳的拉力大小分别为 ( )A. G 和 GC. G/2 和4/2GB.镜/2G和镜/2GD. G/2 和 G/2【解答】解:日光灯受力如图所示,将TG分别向水平方向和竖直方向分解,则有:Tisin45 =T2 sin45Ticos45 +T2cos450 =G解得:T1 = T2 =解得:T1 = T2 =故选:Bo4、
9、在粗糙水平地面上与墙平行放着一个截面为半圆的柱状物体A, A与竖直墙之间放一光滑圆球B,整个装 置处于静止状态.现对B加一竖直向下的力F, F的作用线通过球心,设墙对B的作用力为%, B对A的作 用力为F2,地面对A的作用力为F3,若F缓慢增大而整个装置仍保持静止,截面如图所示,在此过程中A. E保持不变,F3缓慢增大B.E缓慢增大,F3保持不变C. F2缓慢增大,F3缓慢增大D. F2缓慢增大,F3保持不变【解答】解:A、B根据牛顿第三定律,B对A的压力与A对B的支持力大小相等,都为F2。对球B受力分析,受重力、墙壁支持力和半圆柱体的支持力,如图根据共点力平衡条件,有F2cos 6 =F+m
10、gF2sin 6 =Fi解得,Fi= (F+mg) tan 0 , F2= +in|cos 9故当F增加时,艮、F2都增大;故A错误,B正确。C、D对BA整体研究,可知,竖直方向受到竖直向下的总重力和力F,竖直向上的地面的支持力F3,则由 平衡条件得F3= (M+m) g+F, F增大,F3增大。故C错误,D正确故选:BDotv建议5min塞上了物理的排水口星温故知新、建议5min1.如图所示,重为500 N的人用跨过定滑轮的轻绳牵引重200 N的物体,当绳与水平面成60角时,物体 静止.不计滑轮与绳的摩擦.求地面对人的支持力和摩擦力.【解答】解:(1)人和重物静止,对物体进行分析,根据平衡条
11、件得到,绳的拉力F等于物重200N; (2)人受到四个力的作用,如图所示.将绳的拉力F分解得:水平方向:Fx=Fcos60 =200X0. 5N=100N竖直方向:Fy=Fsin60 =200X竖直方向:Fy=Fsin60 =200X2Z1n=iooV3N2根据平衡条件得在 x 轴上:f=Fx=100N在 y 轴上:N=G - Fy=500N - 100 V3N=327N答:(1)绳子对物体的拉力大小为200N;(2)地面对人的支持力是327N,摩擦力是100N.2、如图所示,质量为m的物体,在水平力F的作用下,沿倾角为a的粗糙斜面向上做匀速运动,试求水平【解答】解:对物体受力分析,受重力、拉
12、力、支持力和滑动摩擦力,如图所示:根据共点力平衡条件,有:平行斜面方向:Feos a - mgs in a - f=0 垂直斜面方向:Fsin a +mgcos a - N=0 其中:f= UN联立解得:F=mg(sin +叱osCQ cos CL -|1 sinCI答:水平力的大小为cos Cl -|1 sinCl预习思考相互作用力1 .受力分析定义:把指定物体(研究对象)在特定的物理环境中受到的所有外力都找出来,并画出受力示意图的过 程.受力分析的一般顺序:首先分析场力(重力、电场力、磁场力).其次分析接触力(弹力、摩擦力).最后分析其他力.2 .整体法与隔离法(D对整体法和隔离法的理解整
13、体法是指将相互关联的各个物体看成二1整体的方法.隔离法是指将某物体从周围物体中隔离出来,单独分析该物体的方法.(2)整体法和隔离法的使用技巧当分析相互作用的两个或两个以上物体整体的受力情况及分析外力对系统的作用时,宜用整体法;而在分析系统内各物体(或一个物体各部分)间的相互作用时,宜用隔离法【例题精讲】例L如图所示,物体/置于水平地面上,力尸竖直向下作用于物体8上,A, 8保持静止,则物体4的受力 个数为()A. 3 B. 4 C. 5 D. 6【解答】解:对整体受力分析可知,整体受重力、支持力和压力的作用,水平方向没有外力,故A与地面间 没有摩擦力;再对B分析可知,B受重力、支持力和F的作用
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- 第13讲 共点力的平衡-教案 13 共点力 平衡 教案
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