02力物体的平衡

•立大志者得中志，立中志者得小志，立小志者不得志，•人生能有几回搏•不抛弃，不放弃力物体的平衡鞍山一中李强胜奥赛高考内容讲义★力是物体对物体的作用马拉车，机车牵引列车，地球吸引物体物质性相互性矢量性力★力的作用效果：使物体发生形变使物体的运动状态发生改变★力的分类：效果：拉力压力支持力动力阻力性质：重力弹力摩擦力磁场力电场力分子力性质相同的力，效果可能不同性质不同的力，效果可能相同力的单位：牛顿（N)表示方法：10NF力的图示:F力的示意图:测力仪器：测力器（弹簧秤）力力的三要素：大小方向作用点关于力，以下说法中正确的是：A.正在空中下落的石块，除重力外还受到一个向下的动力作用B.拳击运动员一拳打出去却没有击中对方，此时只有施力物体而无受力物体C.没有相互接触的物体之间也可能有力的作用D.不受力的作用的物体是不存在的E.施力物体也必定是受力物体F.一个受力物体可以有多个施力物体G.力的大小方向相同，力的作用效果就相同★定义：由于地球的吸引而使物体受到的力重力★三要素：大小：Gmg29.8/gms注意：地球上的g值随位置和高度的变化而变化赤道两极逐渐增大高度越高，g越小方向：竖直向下GGG定义：一个物体的各个部分都要受到重力作用，从效果上看，可以认为各部分受到的重力作用集中于一点，这一点叫物体的重心★重心：注意：重心不一定在物体上物体重心可变找重心方法：悬挂法，作图法，支撑法作用点：重心下列关于重力和重心的说法中正确的说法是A.一本书静止在水平桌面上，书对桌面的压力就是书的重力B.重力的方向总是垂直地面向下C.有规则形状的物体，它的重心就在物体的几何中心D.重心的位置可以随物体形状的变化而变化重力与万有引力的关系F万F向F重重力是万有引力的一个很大很大的分力在两极位置重力等于万有引力，在赤道位置两者差距最大，即使差距最大，也仅为千分之几左右※如果一切物体的重力都消失了，则将会发生的情况有（）A天不会下雨，也不会刮风B一切物体都没有质量C河水不会流动D气泡在液体中将不会上浮★定义：发生形变的物体，由于要恢复原状，会对跟它接触物体产生力的作用，这种力叫弹力★产生条件：接触发生弹性形变弹力★三要素大小：与物体形变有关1k2k3k111123FkxGGG1G3G2G22223FkxGG3333FkxG特例：弹簧弹力FkxK：劲度系数X：形变量1k2k12111kkk1k2k12kkk两弹簧原长相同2121212121212121....FFFFABllllFFFFCDllll※一根轻质弹簧一端固定，用大小为F1的力压弹簧的另一端，平衡时长度为l1；改用大小为F2的力拉弹簧，平衡时长度为l2。弹簧的拉伸或压缩均在弹性限度内，该弹簧的劲度系数为：10122021212121()()()()FkllFkllFFkllFFkll11222200.210/0.20.3100.30.1520/mNmmKxkxFkkNm1范围内，大弹簧作用，由胡克定律：F2分析形变0.2m时，得：K=x0.2范围内，大小弹簧同时作用，由胡克定律和平衡：分析形变0.3m时，得：011111122121212223332333133()333mgaXKmgmgaKKmgmgmgaKKKmgmgbKKmgKKmgmgAhKKKK11212解析：起始状态弹簧压缩量为末状态，弹簧形变为：x弹簧长度变化为：x弹簧长度变化为：x端上升高度为：xx※若弹簧劲度系数为K,等分成三份每份新弹簧的劲度系数？把它们并联后，并联后新弹簧的劲度系数？3K9K★三要素绳的弹力沿绳指向绳收缩的方向方向：弹簧弹力指向弹簧恢复形变的方向点与面接触，线与面接触，面与面接触垂直面（若是曲面，则垂直于过切点的切面）作用点：接触点，接触面上，有时为了方便画在物体重心弹力F1F2F1压缩F1F1F2F2弹力ABF1F2ABF1F2F1F2F1假设法：把左侧斜面拿掉小球仍静止运动状态法：如果有力，则小球不可能静止AB接触面光滑接触面粗糙※忽略一切摩擦，分析系统最终静止的状态弓弦的形变产生了对箭的作用力书放在桌面上，书的形变产生了对桌面的压力，桌面的形变产生了对书的支持力弹簧的形变产生了对物体的拉力定义：发生接触的物体由于有相对运动或相对运动趋势，就会在接触面上产生阻碍物体相对运动或相对运动趋势的力，叫摩擦力产生条件：接触发生弹性形变接触面粗糙有相对运动或相对运动趋势摩擦力种类：静摩擦力滑动摩擦力MmMm静摩擦力mmNfuFmu静摩擦因数NF正压力0mff摩擦力滑动摩擦力NfuFu动摩擦因数V一起加速一起匀速一起减速摩擦力方向沿斜面向上运动沿斜面向下运动V物块静止BAVAVBABVVABVVABVV摩擦力F2AB主动轮从动轮F1BACF=1N摩擦力BACF=1NBACF=1NF※若F=0,黑板擦与黑板之间是否有摩擦力？※本问题中，正压力是什么？※若F比较大，黑板擦不动，摩擦力等于多大？※若F比较小，黑板擦向下滑动，接触面动摩擦因数为μ，摩擦力等于多大？※若力增加为F的两倍，黑板擦不动，摩擦力又等于多大？无黑板擦与黑板间的弹力mgmgμFf1f2※分析自行车两轮在正常行驶时所受的摩擦力.V=3m/sFV=4m/sf=μmg370※挡板光滑，物块质量为m,与水平平板摩擦因数为μ，求使物块在平板上匀速运动时的拉力FF=4μmg/5把一重为G的物体用一个水平的推力F＝kt(k恒量，t为时间)压在竖直的足够高的平整的墙上，则在t＝0开始物体所受的摩擦力f随t的变化关系是下图中的哪一个F滑动静摩擦力变为静摩擦力的过程例题一物块m从某曲面上的Q点自由滑下，通过一粗糙的静止传送带后，落到地面P点(如图)，若传送带的皮带轮沿逆时针方向转动起来，使传送带也随之运动，再把该物块放到Q点自由滑下，那么A．它仍落在P点B．它将落在P点左边C．它将落在P点的右边D．无法判断落点，因为它可能落不到地面上来滑动摩擦力的大小与相对速度无关。例题※若传送带转动方向为顺时针方向，分析物块落点相对P点又有何特点？从运动状态进行分析受力分析BABVGNfGN1N2G1N1f1G2N2f1’f2N1’AGAN1FT1f1f1’f2GBN1’T2N2一重二弹三摩擦然后再分析其它FAB※AB一起匀速下滑，分析AB各自的受力ABAB不动GAFNAGBFNA’FNBFfAB※系统处于静止状态，分析B板的受力GFNFT1FT2FfABVBVAGAFTAFfAABGBFNBFNA’FTBFfA’FfB斜面不动，各接触面均有摩擦，分析AB受力FNAABCaA※C不动，各接触面粗糙，BC接触且接触面沿竖直方向，分析各物体的受力？(C包括定滑轮，滑轮与绳光滑接触）GAFNAFTFfAGBFT’FC1FfA’GCFNCFfCFNA’FC2轻杆无摩擦轻杆绳★轻杆两端受力则力沿杆的方向静止墙面NNNN其它情况，杆受的弹力不一定沿杆的方向，具体问题具体分析，※分析杆受到的弹力1200300轻绳轻绳轻杆G※求轻绳与轻杆的弹力？GF1F230002013tan30323/cos303FFGGFFGG绳杆定义：一个力，如果它的作用效果与几个力的作用效果相同，我们就把这几个力称为这个力的分力，这一个力称为这几个力的合力，求几个力的合力称为力的合成，求一个力的几个分力叫做力的分解力的合成与力的分解分力分力合力力的合成与力的分解两力合成同一直线上不在同一直线上F1F2F平行四边形定则F1F2F三角形法则平行四边形定则为矢量合成的唯一法则00※已知两力的大小为4N和5N,分析其合力的大小范围5N4N1N9N※已知三力的大小为3N,4N,5N,分析其合力的大小范围maxmin345120FNF解析：由于这三个力能构成一闭合，※已知三力的大小为1N,2N,5N,分析其合力的大小范围maxmin12585122FNFN解析：由于这三个力不能构成一闭合，（）1N≤F≤5N2N,3N多力合成同一直线上不在同一直线上F多边形法则F1F2F3F4力的合成与力的分解正六边形，边长表示力为10N，求合力？60NO按效果分解力F1F2F按效果分解力力的合成与力的分解FGF互成角度力的分解有确定解的情况：(合力一定）1.已知两分力方向2.已知一分力大小方向一解一解3.已知一分力方向，另一分力大小θF分力F2=Fsinθ一解分力F2≥F一解分力FsinθF2F二解4.已知两分力大小无数解若在一平面内：相等一解不等二解正交分解法F1F2F3F4F5F6F7力的合成与力的分解以退为进V0F静止和匀速直线运动平衡状态：物体平衡二力平衡：GFNGFT三力平衡：F1F2F3三力汇交原理：不平行的三个力使物体处于平衡状态，则这三个力必在同一平面内共点多力平衡条件：F合=0n个力使物体平衡，则n-1个力的合力与第n个力等大反向物体平衡多个力使物体处于平衡状态，如果减少其中的某一个力，其它力不变，该力减为零后又逐渐增加，直到原来的值，则其合力的变化如何？如果不减小力，而是旋转其中的一大小为F的力，使其由原位置缓慢转180度角，求合力如何变化？最终多少？思考：先增大后减小一直增大0F1F2F3θ3θ2θ1※一质点在三个共点力作用下处于平衡状态，如图所示，证明:拉密定理F2F1π-θ3π-θ1π-θ2sin()sin312123sinsinsinFFF※球重为G,求板和墙对球的弹力？mg600F1F2900120015001200012sin150sin90sin12033233FFmgFmgFmgθ※物块沿倾角为θ斜面匀速下滑，求动摩擦因数μGFNFfθsincostanmgmgθG※忽略滑轮的质量和摩擦，求绳的张力2cos2cosFGGF12求B、C木块间的摩擦力ABCDＦＦ四块完全相同的木块，重均为G,两边施加相同的力，系统在竖直面内处于静止状态答案：f=0例题:求B、A木块间的摩擦力答案：f=G用轻质细线把两个质量未知的小球悬挂起来，如右图所示.今对小球a持续施加一个向左偏下30°的恒力，并对小球b持续施加一个向右偏上30°的同样大的恒力，最后达到平衡.表示平衡状态的图可能是例题左右abababababABCDabGBFNFFfFf’FN’GAAFf1Ff2mgsinθFf2FFf1θθFf2FNGBACD3700.6m0.8mμ=0.4G=25N※求让物块沿斜面对角线下滑需施加的最小的平行于斜面的力。370Gsin370fF370F=mgsin2θ=25×(0.6)2=9NGFNGxF※两面夹角为600角并与水平面夹角相同，圆柱与面的摩擦因数为µ，圆柱自重为G,求若使圆柱沿轴向做匀速直线运动，求施加的外力F等于多少？1200GGGF=2Ff=2µG※圆柱体匀速下滑，求μ两面完全相同，与底面夹角也相同，两面夹角为900角2sin2(cos)2sin2cos22mgmg450※如图所示，轻绳两端分别与A、C两物体相连接，mA=1kg，mB=2kg，mC=3kg，物体A、B、C及C与地面间的动摩擦因数均为μ=0.1，轻绳与滑轮间的摩擦可忽略不计，若要用力将C物体匀速拉出，则所需要加的拉力最小值为（取g=10m/s2）（）A．6NB．8NC．10ND．12NBACF图2ABCF用最小力F匀速拉动C时，A右动，B、C整体左动，BC间的摩擦力不足以使得BC发生相对滑动FTFTFfFf’※已知两竖直杆水平距离为8m,绳长为10m,如图示把重为G的物体挂在绳上，不计摩擦分析绳的拉力？提示：用图象分析两边绳与竖直方向夹角相等，再由竖直方向的平衡方程求解5G/6例题若上下移动右侧悬点，结果如何？例题AB※B点缓慢右移，绳的拉力如何变化？mM※求人拉绳的力F和平板对人的支持力N()4()(3)44MmgFMmgmMgNmg轻滑轮轻绳若滑轮质量为m1和m2呢？若滑轮质