歡迎進(jìn)入物理課堂 第一章 力物體的平衡 第4講共點(diǎn)力作用下的物體的平衡 重點(diǎn)難點(diǎn)詮釋 04 典型例題剖析 09 目錄 重點(diǎn)難點(diǎn)詮釋 跟蹤練習(xí)1以下四種情況中 物體處于平衡狀態(tài)的有 A 豎直上拋物體達(dá)最高點(diǎn)時(shí)B 做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體C 單擺擺球通過(guò)平衡位置時(shí)D 彈簧振子通過(guò)平衡位置時(shí) 解析 豎直上拋物體在到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)a g 勻速圓周運(yùn)動(dòng)物體的加速度a v2 R 單擺擺球通過(guò)平衡位置時(shí) 切向加速度a切 0 法向加速度a法 v2 R 合加速度a v2 R 彈簧振子通過(guò)平衡位置時(shí) a 0 故D正確 答案 D 跟蹤練習(xí)2重力為G的均質(zhì)桿一端放在粗糙的水平面上 另一端系在一條水平繩上 桿與水平面成 角 如圖所示 已知水平繩中的張力大小為F1 求地面對(duì)桿下端的作用力大小和方向 重點(diǎn)難點(diǎn)詮釋 重點(diǎn)難點(diǎn)詮釋 解析 地面對(duì)桿的作用力是地面對(duì)桿的彈力和擦力的兩個(gè)力的合力 這樣桿共受三個(gè)彼此不平行的作用力 根據(jù)三力匯交原理知三力必為共點(diǎn)力 如圖所示 設(shè)F與水平方向夾角為 根據(jù)平衡條件有 Fsin G Fcos F1 解得 答案 方向 與水平方向夾角為arctan 且斜向上 跟蹤練習(xí)3如圖所示 用個(gè)輕質(zhì)三角支架懸掛重物 已知AB桿所受的最大壓力為2000N AC繩所受的最大拉力為1000N 角為30 為了不使支架斷裂 則所懸的重物應(yīng)當(dāng)滿足什么要求 重點(diǎn)難點(diǎn)詮釋 重點(diǎn)難點(diǎn)詮釋 解析 將懸掛重物拉力F G分解為水平方向分力F1和沿CA方向的分力F2 則根據(jù)三角關(guān)系可知F1 F2 cos30 而AB AC能承受的最大作用力之比為Fm F2m 2 當(dāng)重物重力增加時(shí) 對(duì)AC拉力將先達(dá)到最大值 則應(yīng)以AC拉力最大值來(lái)討論重物的重力大小 Gm F2msin30 500N 所以重物重力G 500N 答案 G 500N 例2固定在水平面上光滑半球 半徑為R 球心O的正上方固定一個(gè)小定滑輪 細(xì)線一端拴一小球 置于半球面的A點(diǎn) 另一端繞過(guò)C點(diǎn) 現(xiàn)緩慢地將小球從A點(diǎn)拉到B點(diǎn) 則此過(guò)程中 小球?qū)Π肭虻膲毫Υ笮N 細(xì)線的拉力大小F的變化情況是 A FN變大 F不變B FN變小 F變大C FN不變 F變小D FN變大 F變小 典型例題剖析 典型例題剖析 解析 小球緩慢運(yùn)動(dòng)合力為零 由于重力G 半球的彈力FN 繩的拉力F的方向分別沿豎直方向 半徑方向 繩收縮的方向 所以由G FN F組成的力的三角形與長(zhǎng)度三角形 AOC相似 所以有 拉動(dòng)過(guò)程中 AC變小 OC與R不變 所以FN不變 F變小 答案 C 典型例題剖析 例4一表面粗糙的斜面 放在水平光滑的地面上 如圖所示 為斜面的傾角 斜面固定時(shí) 一質(zhì)量為m的滑塊恰好能沿斜面勻速下滑 斜面不固定時(shí) 若用一推力F作用于滑塊 使之沿斜面勻速上滑 為了保持斜面靜止不動(dòng) 必須用一大小為F0 4mg cos sin 的水平力作用于斜面 求推力F的大小和方向 典型例題剖析 解析 因物塊恰好沿斜面勻速下滑 則對(duì)物塊由平衡條件可得mgsin mgcos 所以 tan 設(shè)施加的推力F沿斜面方向的分量為Fx 垂直于斜面方向的分量為Fy 則物塊受力如圖 1 所示 其中N為斜面對(duì)物塊的支持力 f為物塊受到的摩擦力 由平衡條件可得Fx mgsin f 0N Fy mgcos 0由滑動(dòng)摩擦定律f N 典型例題剖析 對(duì)斜面受力分析 如圖 2 所示 其中G為斜面體受到的重力 N0為地面對(duì)斜面的支持力 由平衡條件可得F0 f cos N sin 聯(lián)立上述方程可得 Fx 3mgsin Fy mgcos 所以施加的推力F的大小為 它與水平方向夾角的正切值為tan Fy Fx cot 答案 mg方向 與水平方向所成夾角為arctan cot 1 答案 BC 適時(shí)仿真訓(xùn)練 2 答案 A 3 答案 AB 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全