2022年高三物理一轮复习共点力的平衡教学案新人教版 .pdf

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1、学习必备欢迎下载2011 高三物理一轮复习教学案（4）- 共点力的平衡【学习目标】1、理解共点力作用下的物体平衡条件及其在解题中的应用。2、掌握几种常见的平衡问题的解题方法。【自主学习】1共点力物体同时受几个力的作用，如果这几个力都作用于物体的或者它们的作用线交于，这几个力叫共点力。2平衡状态：一个物体在共点力作用下，如果保持或运动， 则该物体处于平衡状态3平衡条件：物体所受合外力其数学表达式为：F合或 Fx 合= Fy 合= ，其中 Fx 合为物体在x 轴方向上所受的合外力，Fy 合为物体在y 轴方向上所受的合外力平衡条件的推论(1) 物体在多个共点力作用下处于平衡状态，则其中的一个力与余下

2、的力的合力等大反向. (2) 物体在同一平面内的三个互不平行的力的作用下处于平衡状态时，这三个力必为共点力 . (3) 物体在三个共点力作用下处于平衡状态时，这三个力的有向线段必构成封闭三角形，即表示这三个力的矢量首尾相接，恰能组成一个封闭三角形. 4力的平衡：作用在物体上的几个力的合力为零，这种情形叫做。若物体受到两个力的作用处于平衡状态，则这两个力若 物 体 受 到 三 个 力 的 作 用 处 于 平 衡 状 态 ， 则 其 中 任 意 两 个 力 的 合 力 与 第 三 个力5. 解题途径当物体在两个共点力作用下平衡时，这两个力一定等值反向；当物体在三个共点力作用下平衡时， 往往采用平行

3、四边形定则或三角形定则；当物体在四个或四个以上共点力作用下平衡时，往往采用正交分解法. 【典型例题】例 1. 一航天探测器完成对月球的探测任务后，在离开月球的过程中，由静止开始沿着与月球表面成一倾斜角的直线飞行，先加速运动，再匀速运动。 探测器通过喷气而获得推动力。以下关于喷气方向的描述中正确的是A.探测器加速运动时，沿直线向后喷气B.探测器加速运动时，竖直向下喷气C.探测器匀速运动时，竖直向下喷气D.探测器匀速运动时，不需要喷气解：探测器沿直线加速运动时，所受合力F合方向与运动方向相同，而重力方向竖直向下， 由平行四边形定则知推力方向必须斜向上方，因此喷气方向斜向下方。匀速运动时，所受合力为

4、零，因此推力方向必须竖直向上，喷气方向竖直向下. 选 C F F G G v v F合精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 4 页学习必备欢迎下载例 2. 重 G的均匀绳两端悬于水平天花板上的A、B两点。静止时绳两端的切线方向与天花板成 角. 求绳的 A端所受拉力F1和绳中点C处的张力F2. 解：以 AC段绳为研究对象，根据判定定理， 虽然 AC所受的三个力分别作用在不同的点（如图中的A、C、P点） ，但它们必为共点力. 设它们延长线的交点为O ，用平行四边形定则作图可得：tan2,sin221GFGF例 3. 用与竖直方向成

5、=30斜向右上方， 大小为 F 的推力把一个重量为G的木块压在粗糙竖直墙上保持静止 . 求墙对木块的正压力大小N和墙对木块的摩擦力大小f. 解：从分析木块受力知，重力为G ，竖直向下，推力F 与竖直成30斜向右上方，墙对木块的弹力大小跟F 的水平分力平衡，所以N=F/2，墙对木块的摩擦力是静摩擦力，其大小和方向由F 的竖直分力和重力大小的关系而决定：当GF32时， f=0 ；当GF32时，GFf23，方向竖直向下；当GF32时，FGf23，方向竖直向上. 例 4. 如图所示，将重力为G的物体 A放在倾角 的斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为 ，那么对A施加一个多大的水平力F，可使物体沿斜面匀速

6、上滑？例 5. 如图所示， 在水平面上放有一质量为m 、与地面的动动摩擦因数为的物体， 现用力 F 拉物体，使其沿地面匀速运动，求F的最小值及方向. (12minmgF，与水平方向的夹角为=arctan ) 例 6. 有一个直角支架AOB ，AO水平放置 ,表面粗糙 , OB 竖直向下 , 表面光滑 .AO 上套有小环 P，OB上套有小环Q ，两环质量均为m ，两环由一根质量可忽略、不可伸长的细绳相连， 并在某一位置平衡（如图所示） . 现将 P环向左移一小段距离，两环再次达到平衡， 那么将移动后的平衡状态和原来的平衡状态比较，AO杆对 P环的支持力FN和摩擦力f 的变化情况是A.FN不变，

7、f 变大 B.FN不变， f 变小C.FN变大， f 变大 D.FN变大， f 变小解：以两环和细绳整体为对象求FN，可知竖直方向上始终二力平衡，FN=2mg不变；以 Q环为对象，在重力、细绳拉力F 和 OB压力 N作用下平衡，设细绳和竖直方向的夹角为 ，则 P 环向左移的过程中将减小， N=mgtan也将减小。再以整体为对象，水平方向只有OB对 Q的压力 N和 OA 对 P环的摩擦力f 作用，因此 f=N 也减小 . 答案选 B. 【针对训练】1. 如图所示，一个半球形的碗放在桌面上，碗口水平，碗的内表面及碗口是光滑的. 一根细线跨在碗口上，线的两端分别细有质量为m1和 m2的小球，当它们处

8、于平衡状态时，质量为 m1的小球与O点的连线与水平线的夹角为=600. 两小球的质量比为（A）G/2 F1 F2 O F2 F1 G/2 O mg F N O A B P Q Om1m2FA F 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 4 页学习必备欢迎下载A.33 B.32 C.23 D.222. 如图所示，人重600N，木板重 400N，人与木板、木板与地面间的动摩擦因数皆为0.2 ，现在人用水平力拉绳，使他与木块一起向右匀速运动，则（BC ）A.人拉绳的力是200N B.人拉绳的力是100N C.人的脚给木块摩擦力向右 D

9、.人的脚给木块摩擦力向左3. 如图所示，两个完全相同的小球，重力大小为G，两物体与地面间的动摩擦因数均为 ，一根轻绳的两端固定在两个球上，在绳的中点施加一个竖直向上的拉力，当绳被拉直后，两段绳的夹角为，求当 F至少为多大时，两球将会发生相对滑动？（2tan2 GF）4. 如图所示，两个固定的光滑硬杆OA与 OB ，夹角为 ，各套一轻环 C、D，且 C、D用细绳相连，现在用一水平恒力F 沿 OB方向拉环 D，当两环平衡时，绳子的拉力是多大? (sinF) 5. 如图所示 , 均匀杆 AB重为 G,A 端用细绳吊在O点, 在 B端加一水平力F, 使 AB静止 , 此时杆与水平方向夹角为, 细绳与竖

10、直方向成角, 则(B) A.拉力 F 一定大于G B.绳子拉力T 一定大于 G C.AB杆与水平夹角必小于 D.F 足够大时细绳可在水平方向上 6. 现用两根绳子AO和 BO悬挂一质量为10N 的小球， AO绳的 A点固定在竖直放置的圆环的环上，O 点为圆环的圆心，AO绳与竖直方向的夹角为37，BO绳的 B 点可在环上滑动，已知每根绳子所能承受的最大拉力均为12N，则在 B 点沿环顺时针缓慢滑到N的过程中（ C ）A. 两根绳均不断B. 两根绳同时断C. AO 绳先断D. BO 绳先断7. 如图所示，两个木块的质量分别为1m和2m，两个轻质弹簧的劲度分别为1k和2k，上面的木块压在上面的弹簧上

11、（但不拴接），整个弹簧处于静止状态。现缓慢向上提上面的木块，直到它刚离开上面的弹簧，在这过程中下面木块移动的距离为 (21/ kgm) ，上面木块移动的距离为 (1121/kgmkgm) 。 8. 如图所示，劲度系数分别为1K、2K的轻弹簧竖直悬挂着，两弹簧间有一质量为m的重物，最下端挂一质量也为m的重物，用竖直向上的力F 托着下端重物，整个装置处于静 止 状 态 ， 此 时 两 弹 簧 的 总 长 正 好 等 于 两 弹 簧 原 长 之 和 ， 则 该 力F= )2(2121mgKKKKF。ACDBOOBA FF精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - -

12、- - -第 3 页，共 4 页学习必备欢迎下载 9. 所图所示，光滑斜面上安装一光滑挡板AO ，挡板可绕O 处铰链无摩擦转动，在挡板与斜面间放一匀质球，现使挡板从图示位置缓慢转至竖直位置，则此过程中球对挡板的压力1N的变化情况可能是（C ） 。A. 逐渐减小B. 逐渐增大C. 先减小后增大D. 先增大后减小 10. 一质量为m的物体放在倾角为的斜面上，如果物体能沿斜面匀速下滑，则物体与斜面间的动摩擦因数为 (tan) ；如果在此物体上作用一个水平力 使 物 体 静 止 在 斜 面 上 ， 水 平 力 大 小mg tg， 这 时 物 体 与 斜 面 间 的 摩 擦 力为。(0) 11. 如图所示， 质量为kgm4.01的物体 A与质量为kgm22的物体 B叠放在倾角为30的斜面上，物体B在平行于斜面向上的拉力F 作用下匀速运动，已知A、B总保持相对静止，若A、B 间的动摩擦因数均为34.0，B 与斜面间的动摩擦因数为4/3，求：（1）则 A、 B间的摩擦力为多少？（2）拉力 F 为多少？答案： （ 1）2N （2）21N（向上运动） ；3N （向下运动）精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 4 页