53力的平衡學(xué)案4

1、5.3力的平衡學(xué)案4【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1、理解共點(diǎn)力作用下的物體平衡條件及其在解題中的應(yīng)用2、掌握幾種常見的平衡問題的解題方法?！咀灾鲗W(xué)習(xí)】1. 共點(diǎn)力物體同時受幾個力的作用，如果這幾個力都作用于物體的同一點(diǎn)或者它們的作用線交于一點(diǎn)，這幾個力叫共點(diǎn)力。注意：互為共點(diǎn)力的那幾個力不一定作用點(diǎn)作用在同一點(diǎn)上，但它們的作用線一定相交于同一點(diǎn)2. 平衡狀態(tài)：個物體在共點(diǎn)力作用下，若保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速運(yùn)動狀態(tài)，則該物體處于平衡狀態(tài).注意：若遇到物體在緩慢移動的問題，則可以把該物體在每一時刻均可視為受力平衡。3. 平衡條件：物體所受合外力 為零？其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：F尸0或尺滬0耳,尸0 ,其中幾含為物體在 x軸方

2、向上所受的合外力，F(xiàn)y令為物體在y軸方向上所受的合外力.【典型例題】例1如圖，位于水平桌面上的物塊P,由跨過定滑輪的輕繩與物塊0相連，從滑輪到 P和到Q的兩段繩都是水平的.已知0與P之間以及P與桌面之間的動摩擦因數(shù)都是“，兩物塊的質(zhì)量都是加，滑輪的質(zhì)量、滑輪軸上的摩擦都不計，若用一水平向右的力F拉P使它做勻速運(yùn)動，則F的大小為（A. 4/zmgB. 3/bimgC.D. jumg2/j.mg首先對 0進(jìn)行受力分析，弄清滑動摩擦力的方向，根據(jù)平衡條件求岀繩對0的拉力鬥，進(jìn)而對 p進(jìn)行受力分析，弄清兩個接觸面上的滑動摩擦力的大小和方向，最后根據(jù)平衡條件求岀F的大小.解答以0為研究對象,0相對P （

3、即以P為參考系）向左運(yùn)動，所以0受到水平向右的滑動摩擦力五作用，0的受力情況如圖甲所示.以P為研究對象，P相對0向右運(yùn)動，所以 0對P的滑動摩擦力五方向水 平向左（也可以根據(jù)牛頓第三定律判斷/T的方向）；P相對地面向右運(yùn)動，所以5地面對P的滑動摩擦力無水平向左，P的受力情況如圖乙所示.對 0,有= Ni = /.img 對 P,有 F =丘 +/i' = fiN + Fi + Fi = /r Img+ /.img + /img =4/""g答案A.規(guī)律小結(jié)滑動摩擦力方向總是跟接觸面相切，并且與物體爭對運(yùn)動的方向相反滑動摩擦力是發(fā)生在木 .目對運(yùn)動的兩個物體之間，可能

4、有一個物體（如題中的“地面”）靜止.滑動摩擦力總是阻礙物體間的相對運(yùn)動，不一定是阻礙物體的運(yùn)動注意：解答這類題型，關(guān)鍵是要受力分析，弄清滑動摩擦力的方向。本題極易因漏掉輕繩P的摩擦力算岀 F =2mg + “加g = 3/zmg而錯選B ；以P和0為研究 對象， 認(rèn)為P通過繩拉0與0通過繩拉P互相抵消，算岀 F = zr2mg = 2/nmg而錯對P的拉力或。對 會因不明受力分析，選Co例2.木塊/、B分別重50N和60N,它們與水平地面之間的動摩擦因數(shù)均為0.25,夾 在A, B2cm,彈簧的勁度系數(shù)為400N/m.系統(tǒng)置于水平地面上靜止不動，最大靜D 上,如圖所示，力 F作用后其間的輕彈簧

5、被壓縮了摩擦力與滑動摩擦力大小相等.現(xiàn)用F=1N的水平拉力作用在木塊 (A.木塊/所受摩擦力大小是12.5NB.木塊/所受摩擦力大小是11.5NC.木塊D所受摩擦力大小是9ND.木塊B所受摩擦力大小是7N)a WWWVB分析F作用前，系統(tǒng)靜止不動說明彈簧對力、 力，但F作用后，4、B是否會動,這就需要判斷.先假設(shè) 的壓力Fi不變，比較Fi與F的合力F ”與最大靜摩擦力 則假設(shè)成立，仍然靜止不動；若 而彈簧彈力會變?yōu)槔Γ€要判斷B的壓力都沒有超過各自的最大靜摩擦 簧對F作用時B仍然靜止不動，則彈 Fm的大小關(guān)系，若F如 <鳳 F”Fm,則假設(shè)不成立，B會向右運(yùn)動，彈簧會變長/會不會運(yùn)動，

6、這種情況難度很大，高考不考解答把最大靜摩擦力大小看成與滑動摩擦力相等A與地面的最大靜摩擦力尺皿= GA = 0.25X50N = 12.5N,B與地面的最大靜摩擦力尸誣= GB = 0.25X60N = 15N.F作用前，彈簧對/的壓力和對 B的壓力都是 Fi =fcc = 400X0.02N = 8N. F 作用后，由于 Fi+ F = 8N+lN = 9N<FmB>所以B仍然靜止不動，彈簧長度不變，由平衡條件可知，木塊D所受摩擦力D錯誤.木塊/所受摩擦力/A=Fl=8N,方向水平向右，故選項(xiàng)答案C.規(guī)律小結(jié)公式廿=睬只是用來求滑動摩擦力大小，而不能用來求靜摩擦力大小通常情況下，

7、把滑動摩擦力大小視為最大靜摩擦力來處理常常用外力與最大靜摩擦力進(jìn)行大小比較來判斷物體是否相對滑動在零與最大靜摩擦力凡之間即0 </三凡？注意：解答這類題型，外力作用后應(yīng)判斷物體是否相對滑動/也仍然靜止不動.fi i=Fi +F = 9N,方向水平向左，故選項(xiàng)C正確,A、B錯誤.靜摩擦力大小適用條件，極易認(rèn)為用公式“廣=算岀的摩擦力12.5N就是木塊/所受摩擦力大小.本題會因不清楚公式丁而錯選A?！踞槍τ?xùn)練】1.如圖所示，均勻桿AB重為G,A端用細(xì)繩吊在 0點(diǎn), 此時桿與水平方向夾角為A.在B端加一水平力F,使AB靜止,2.B.C.D.a,細(xì)繩與豎直方向成 0角，則(B) 拉力F 定大于G

8、 繩子拉力T 一定大于GAB桿與水平夾角 a必小于0F足夠大時細(xì)繩可在水平方向上現(xiàn)用兩根繩子 AO和BO懸掛一質(zhì)量為10N的小球,/ /6Vf5 *AO繩的A 4固定在豎直放置的圓環(huán)的環(huán)上，0點(diǎn)為圓環(huán)的圓心， A0繩與豎直方向的夾角為 37° B0繩的B點(diǎn)可在環(huán)上 滑動, 已知每根繩子所能承受的最大拉力均為12N,則在B點(diǎn)沿環(huán)順時針緩慢滑到 N的過程中（C ）A.兩根繩均不斷C.AO繩先斷B.兩根繩同時斷D B0 繩先斷3. 如圖所示，兩個木塊的質(zhì)量分別為刃1和加2，兩個輕質(zhì)彈簧的A:護(hù)J.1u勁度分別為心和？，上面的木塊壓在上面的彈簧上（但不拴接），整個彈簧處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn) 緩慢向上提上面的木塊，直到它剛離開上面的彈簧，在這過程中下面木塊移動的距離為mg/k 2）,上面木塊移動的距離為 （ mg/k2 +mig/kimim?4. 所圖所示，光滑斜面上安裝一光滑擋板A&,擋板可繞0處較鏈無摩擦轉(zhuǎn)動，在擋板與斜面間放一勻質(zhì)球，現(xiàn)使擋板從圖示位置緩慢轉(zhuǎn)至豎直位置，則此過程中球?qū)醢宓膲毫V】）。B.逐漸增大D.先增大后減在傾角為&的斜面上，如