专题一+受力分析与物体平衡课件.ppt

1、 专题一专题一 力与平衡力与平衡讲讲 练练 互互 动动例例1下列物体处于平衡状态的是下列物体处于平衡状态的是()A 用力推地面上的大石，但推不动用力推地面上的大石，但推不动B 竖直上抛的物体上升到最高点瞬间竖直上抛的物体上升到最高点瞬间C 环绕地球做匀速圆周运动的卫星环绕地球做匀速圆周运动的卫星D 火车加速前进，小明在车厢里看到静止在火车加速前进，小明在车厢里看到静止在 桌面上的小球。桌面上的小球。问题一：平衡状态的定义和条件问题一：平衡状态的定义和条件(二二)物体的平衡物体的平衡1平衡状态是指物体处于匀速直线运动或静止状平衡状态是指物体处于匀速直线运动或静止状态，物体处于平衡状态的动力学条件

2、是：态，物体处于平衡状态的动力学条件是：F合合0或或Fx0、Fy0、Fz0.注意：静止状态是指速度和加速度都为零的状态，注意：静止状态是指速度和加速度都为零的状态，如做竖直上抛运动的物体到达最高点时速度为零，但加如做竖直上抛运动的物体到达最高点时速度为零，但加速度等于重力加速度，不为零，因此不是平衡状态速度等于重力加速度，不为零，因此不是平衡状态2平衡条件的推论平衡条件的推论(1)物体处于平衡状态时，它所受的任何一个力与它物体处于平衡状态时，它所受的任何一个力与它所受的其余力的合力等大、反向所受的其余力的合力等大、反向(2)物体在同一平面上的三个不平行的力的作用下处物体在同一平面上的三个不平行

3、的力的作用下处于平衡状态时，这三个力必为共点力于平衡状态时，这三个力必为共点力例例2 如图如图12所示，在倾角为所示，在倾角为的斜面上，放的斜面上，放一质量为一质量为m的光滑小球，球被竖直的木板挡的光滑小球，球被竖直的木板挡住，则球对挡板的压力和球对斜面的压力分住，则球对挡板的压力和球对斜面的压力分别是多少？别是多少？问题二问题二:解平衡状态问题的一般方法解平衡状态问题的一般方法练习练习（09年山东卷）年山东卷）16如图所示，光滑如图所示，光滑半球形容器固定在水平面上，半球形容器固定在水平面上，o为球心，一为球心，一质量为质量为m的小滑块，在水平力的小滑块，在水平力F的作用下静的作用下静止止P

4、点。设滑块所受支持力为点。设滑块所受支持力为FN。op与水与水平方向的夹角为平方向的夹角为。下列关系正确的是。下列关系正确的是A.F=Mg/tanB.F=mgtanC.FN=mg/tan D.FN=mgtan 例例3如图如图5所示，轻绳长为所示，轻绳长为L，A端固定在天花板端固定在天花板上，上，B端系一个重量为端系一个重量为G的小球，小球静止在固的小球，小球静止在固定的半径为定的半径为R的光滑球面上，小球的悬点在球心的光滑球面上，小球的悬点在球心正上方距离球面最小距离为正上方距离球面最小距离为h，则轻绳对小球的，则轻绳对小球的拉力和半球体对小球的支持力分别是多大？拉力和半球体对小球的支持力分别

5、是多大？问题三问题三:学会用相似三角形法解特殊平衡问题学会用相似三角形法解特殊平衡问题 练习练习 如图所示竖直绝缘墙壁上的如图所示竖直绝缘墙壁上的Q Q处有一固定处有一固定 的质点的质点A A，Q Q正上方的正上方的P P点用丝线悬挂另一质点点用丝线悬挂另一质点B B，A A、B B两质点因为带电而相互排斥，致使悬线与竖两质点因为带电而相互排斥，致使悬线与竖直方向成直方向成角，由于漏电使角，由于漏电使A A、B B两质点的带电量两质点的带电量逐渐减小。在电荷漏完之前悬线对悬点逐渐减小。在电荷漏完之前悬线对悬点P P的拉力大的拉力大小小:():()A.A.保持不变；保持不变；B.B.先变大后变小

6、；先变大后变小；C.C.逐渐减小；逐渐减小；D.D.逐渐增大。逐渐增大。ABPQA A 例例44如图所示，三角形劈块放在粗糙的水平面上如图所示，三角形劈块放在粗糙的水平面上，劈块上放一个质量为，劈块上放一个质量为m m的物块，物块和劈块均处的物块，物块和劈块均处于静止状态，则粗糙水平面对三角形劈块于静止状态，则粗糙水平面对三角形劈块()()A.A.有摩擦力作用，方向向左；有摩擦力作用，方向向左；B.B.有摩擦力作用，方向向右；有摩擦力作用，方向向右；C.C.没有摩擦力作用；没有摩擦力作用；D.D.条件不足，无法判定条件不足，无法判定问题四：弄清整体法和隔离法的区别和联系。问题四：弄清整体法和隔

7、离法的区别和联系。练习练习（0202江苏、河南卷）江苏、河南卷）如图所示，物体如图所示，物体a a、b b和和c c叠放在水平桌面上，水平为叠放在水平桌面上，水平为FbFb5N5N、FcFc10N10N分别作用于物体分别作用于物体b b、c c上，上，a a、b b和和c c仍保仍保持静止。以持静止。以f1f1、f2f2、f3f3分别表示分别表示a a与与b b、b b与与c c、c c与桌面间的静摩擦力的大小，则（与桌面间的静摩擦力的大小，则（）A f1A f15N5N，f2f20 0，f3f35N5NB f1B f15N5N，f2f25N5N，f3f30 0C f1C f10 0，f2f2

8、5N5N，f3f35N5ND f1D f10 0，f2f210N10N，f3f35N5N07届南京市第一次调研测试届南京市第一次调研测试 55如图，位于水平桌面上的木板如图，位于水平桌面上的木板P，由跨过定滑轮的，由跨过定滑轮的轻绳与物块轻绳与物块Q相连，从滑轮到相连，从滑轮到P和到和到Q的两段绳都是的两段绳都是水平的。已知水平的。已知Q与与P之间动摩擦因数为之间动摩擦因数为，P与桌面之与桌面之间的动摩擦因数为间的动摩擦因数为2，木板，木板P与物块与物块Q的质量都是的质量都是m，滑轮的质量、滑轮轴上的摩擦都不计，若用一水平向滑轮的质量、滑轮轴上的摩擦都不计，若用一水平向右的力右的力F拉拉P使它

9、做匀速运动，则使它做匀速运动，则F的大小为（的大小为（）A3mg B4mgC5mg D6mgPQF D A B O C mg 例五例五 如图所示，质量为如图所示，质量为m m=10kg=10kg的物体用细绳的物体用细绳OCOC悬挂在支架上的悬挂在支架上的O O点，求细绳点，求细绳OAOA中张力中张力T T大小和轻大小和轻杆杆OBOB受力受力N N大小。大小。问题五问题五:注意注意“死结死结”和和“活结活结”问题。问题。练习练习 如图所示，水平横梁一端如图所示，水平横梁一端A A插在墙插在墙壁壁,另一端装有小滑轮另一端装有小滑轮B B，一轻绳一端，一轻绳一端C C固固定于墙壁上，另一端跨过滑轮后

10、悬挂一质定于墙壁上，另一端跨过滑轮后悬挂一质量为量为m=10kgm=10kg的重物，则滑轮受到绳子作的重物，则滑轮受到绳子作用力为：用力为：()()A.50 N A.50 N B.B.N N C.100 N C.100 N D.D.N N 30o A B C m 3503100C C例六例六如图如图8-1所示，跨过定滑轮的轻绳两端，所示，跨过定滑轮的轻绳两端，分别系着物体分别系着物体A和和B，物体，物体A在倾角为在倾角为=370的斜的斜面上，已知物体面上，已知物体A的质量为的质量为5kg，物体，物体A与斜面与斜面间动摩擦因数为间动摩擦因数为=0.4,滑轮的摩擦不计滑轮的摩擦不计,要使物要使物体

11、静止在斜面上体静止在斜面上,物体物体B质量的值可能为质量的值可能为()A.1kg B.3kg C.4kg D.5kg问题六：问题六：平衡物体的临界问题平衡物体的临界问题8（06年宿迁）在如图所示的装置中，两个光滑的定年宿迁）在如图所示的装置中，两个光滑的定滑轮的半径很小，表面粗糙的斜面固定在地面上，斜面滑轮的半径很小，表面粗糙的斜面固定在地面上，斜面的倾角为的倾角为30。用一根跨过定滑轮的细绳连接甲、。用一根跨过定滑轮的细绳连接甲、乙两物体，把甲物体放在斜面上且连线与斜面平行，把乙两物体，把甲物体放在斜面上且连线与斜面平行，把乙物体悬在空中，并使悬线拉直且偏离竖直方向乙物体悬在空中，并使悬线拉

12、直且偏离竖直方向60。现同时释放甲乙两物体，乙物体将在竖直平面内。现同时释放甲乙两物体，乙物体将在竖直平面内振动，当乙物体运动经过最高点和最低点时，甲物体在振动，当乙物体运动经过最高点和最低点时，甲物体在斜面上均恰好未滑动。已知乙物体的质量为斜面上均恰好未滑动。已知乙物体的质量为m1，若取重力加速度若取重力加速度g10m/s2。求：甲物体的质量及斜面。求：甲物体的质量及斜面对甲物体的最大静摩擦力。对甲物体的最大静摩擦力。答案：设甲物体的质量为答案：设甲物体的质量为M，所受的最大静摩擦力为，所受的最大静摩擦力为f，则当乙物体则当乙物体运动到最高点时，绳子上的弹力最小，设为运动到最高点时，绳子上的

13、弹力最小，设为T1，对乙物体对乙物体 T1=mgcos 此时甲物体恰好不下滑，有：此时甲物体恰好不下滑，有：Mgsin=f+T1 得：得：Mgsin =f+mgcos当乙物体运动到最低点时，设绳子上的弹力最大，设为当乙物体运动到最低点时，设绳子上的弹力最大，设为T2对乙物体由动能定理：对乙物体由动能定理：mgL(1-cos)=mv2/2 又由牛顿第二定律：又由牛顿第二定律：T2-mg =mv2/L此时甲物体恰好不上滑，则有：此时甲物体恰好不上滑，则有：Mgsin+f=T2 得：得：Mgsin+f=mg(3-2cos)可解得：可解得：)(5.2sin2)cos3(kgmM)(5.7)cos1(2

14、3Nmgf问题七：动态平衡问题问题七：动态平衡问题例七例七如下图所示，小球被轻质细绳系住，如下图所示，小球被轻质细绳系住，斜吊着放在光滑劈面上，小球质量为斜吊着放在光滑劈面上，小球质量为10kg，斜面的倾角为，斜面的倾角为=30=30，向右缓慢，向右缓慢推动劈，在这过程中，绳上的张力最小值推动劈，在这过程中，绳上的张力最小值是（是（）(g(g取取10m/s10m/s2 2)A.100N A.100N B.50N B.50N C.N C.N D.0 N D.0 N350F(2008年高考理综重庆卷年高考理综重庆卷 23)滑板运动是一项非常刺激滑板运动是一项非常刺激的水上运动，研究表明，在进行滑板

15、运动时，水对滑的水上运动，研究表明，在进行滑板运动时，水对滑板的作用力板的作用力Fx垂直于板面，大小为垂直于板面，大小为kv2，其中，其中v为滑板为滑板速率（水可视为静止）速率（水可视为静止）.某次运动中，在水平牵引力作某次运动中，在水平牵引力作用下，当滑板和水面的夹角用下，当滑板和水面的夹角=37时（题时（题23图），滑图），滑板做匀速直线运动，相应的板做匀速直线运动，相应的k=54 kg/m，入和滑板的，入和滑板的总质量为总质量为108 kg,试求（重力加速度试求（重力加速度g取取10 m/s2,sin 37取，忽略空气阻力）：取，忽略空气阻力）：（1）水平牵引力的大小；）水平牵引力的大小；（2）滑板的速率；）滑板的速率；（3）水平牵引力的功率）水平牵引力的功率.23.解：解：（1）以滑板和运动员为研究对象，其受力如图所示）以滑板和运动员为研究对象，其受力如图所示由共点力平衡条件可得由共点力平衡条件可得由由、联立，得联立，得F=810N(2)得得 m/s(3)水平牵引力的功率水平牵引力的功率P=Fv=4050 WcosNFmg sinNFF/cosNFm g5c o sm gvk