《力與物體的平衡》PPT課件.ppt

專題一力與物體的平衡第1課時重力場中的物體平衡,基礎(chǔ)回扣1.重力（1）產(chǎn)生：重力是由于地面上的物體受地球的而產(chǎn)生的,但兩者不等價.因為萬有引力的一個分力要提供物體隨地球自轉(zhuǎn)所需的，而另一個分力即重力,如圖1-1-1所示.（2）大小:隨地理位置的變化而變化在兩極:G=F萬,圖1-1-1,萬有引力,向心力,在赤道:G=F萬-F向一般情況下,在地表附近G=（3）方向:豎直向下,并不指向地心.2.彈力（1）產(chǎn)生條件:接觸;擠壓；.（2）大小：彈簧彈力F=kx,其它的彈力利用牛頓運動定律結(jié)合求解.（3）方向:壓力和支持力的方向垂直于指向被壓或被支持的物體,若接觸面是球面,則彈力的作用線一定過.繩的作用力沿繩,桿的作用力沿桿.提醒繩只能產(chǎn)生拉力,桿既可以產(chǎn)生拉力,也可以產(chǎn)生支持力,在分析豎直面內(nèi)的圓周運動問題時應(yīng)注意二者的區(qū)別.,mg,形變,平衡條件,接觸面,球心,一定,不一定,3.摩擦力(1)產(chǎn)生條件:接觸且擠壓；接觸面粗糙；有或.(2)大小:滑動摩擦力Ff=FN,與接觸面的無關(guān)；靜摩擦力根據(jù)牛頓運動定律或平衡條件來求.(3)方向:沿接觸面的方向,并且與相對運動或相對運動趨勢方向相反.4.力的合成與分解由于力是矢量,因此可以應(yīng)用平行四邊形定則進行合成與分解，常用法和法來分析平衡問題.5.共點力的平衡(1)狀態(tài):靜止或,相,對運動,相對運動趨勢,面積,切線,正交分解,力的合成,勻速運動,(2)條件:F合=0思路方法1.處理平衡問題的基本思路:確定平衡狀態(tài)(加速度為)巧選研究對象(整體法或隔離法)受力分析建立平衡方程求解或作討論.2.常用的方法有:(1)在判斷彈力或摩擦力是否存在以及確定方向時常用法.(2)求解平衡問題常用:正交分解法、力的合成法(在三個共點力作用下的平衡,任意兩個力的合力必與第三個力等大反向)、解矢量三角形法和法(分析動態(tài)平衡問題).,零,假設(shè),圖解,【例1】如圖1-1-2所示,物體A靠在傾斜的墻面上,在與墻面和B垂直的力F作用下,A、B保持靜止,試分析A、B兩物體受力的個數(shù).,題型一受力分析問題,圖1-1-2,解析先取B為研究對象,把A看作墻的一部分,受力如下圖所示.若只受GB和F,B物體不能靜止,因此A對B有沿接觸面向上的靜摩擦力Ff1,受Ff1則一定有A對B的彈力FN,B受4個力作用.,取AB整體為研究對象,同理可得墻對A有沿墻面向上的靜摩擦力Ff2和墻的彈力FNA;由牛頓第三定律知A還受B的斜向下的靜摩擦力Ff1和垂直接觸面向上的彈力FN,還有自身的重力GA,共5個力.,答案A受5個力,B受4個力,1.在分析兩個以上相互作用物體的受力時,要整體法和隔離法相互結(jié)合.2.確定摩擦力和彈力的方向時,通常根據(jù)物體所處的狀態(tài),采用“假設(shè)法”判斷.,3.當直接分析某一物體的受力不方便時,常通過轉(zhuǎn)移研究對象,先分析與其相互作用的另一物體的受力,然后根據(jù)牛頓第三定律分析該物體的受力.上例中就是先分析了B的受力,又分析A的.,預(yù)測演練1(2009海南3)兩剛性球a和b的質(zhì)量分別為ma和mb,直徑分別為da和db(da>db).將a、b球依次放入一豎直放置內(nèi)徑為r的平底圓筒內(nèi),如圖1-1-3所示.設(shè)a、b兩球靜止時對圓筒側(cè)面的壓力大小分別為Ff1和Ff2,筒底所受的壓力大小為F.已知重力加速度大小為g，若所有接觸都是光滑的,則（）,圖1-1-3,A.F=(ma+mb)g,Ff1=Ff2B.F=(ma+mb)g,Ff1Ff2C.mag<F<(ma+mb)g,Ff1=Ff2D.mag<FF2,圖1-1-7,C.若l1l2,則兩繩受到的拉力F1=F2,解析當物體達到平衡狀態(tài)時,繩拉力的方向與框架垂直.受力分析如下圖所示,OP、OQ與豎直方向的夾角都為,因此不管兩繩長度如何,拉力都相等.,答案AD,題型四有彈簧作用的物體平衡問題,例4(2009平頂山許昌新鄉(xiāng)三模)如圖1-1-8所示,在水平傳送帶上有三個質(zhì)量分別為m1、m2、m3的木塊1、2、3,中間分別用一原長均為L，勁度系數(shù)均為k的輕彈簧連接起來.已知木塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為.現(xiàn)用水平細繩將木塊1固定在左邊的墻上,傳送帶按圖示方向勻速運動,當三個木塊達到平衡后,2、3兩木塊之間的距離是(已知重力加速度為g)（）A.L+(m1+m2)g/kB.L+m2g/kC.L+(m1+m2+m3)g/kD.L+m3g/k,圖1-1-8,解析取m3為研究對象,受力分析如右圖所示.由受力平衡得F=kx=m3g,x=,2、3兩木塊之間的距離為L+x=L+.,答案D,拓展探究2上例中1、3兩木塊之間的距離為多少?,解析取2、3兩木塊整體為研究對象,受力分析如右圖所示.F=Ffkx=(m2+m3)gx=,因此1、3兩木塊之間的距離為2L+x+x=2L+,答案,1.彈簧連接的物體平衡和運動是物理中常見的情景,靜止時的平衡態(tài)即為合力為零時；物體在運動過程中,彈簧彈力的大小，方向是可變的,所以在平衡態(tài)時常有最大速度(如簡諧振動)出現(xiàn).2.分析彈簧問題時,特別注意找到原長位置，平衡位置和極端位置.3.在計算題中,彈簧的平衡態(tài)以一個知識點出現(xiàn),列出平衡方程即可以求解.,預(yù)測演練4(2009濰坊市考前模擬)如圖1-1-9所示,完全相同的A、B兩球,質(zhì)量均為m,用兩根等長的細線懸掛在O點,兩球之間夾著一根勁度系數(shù)為k的輕彈簧,靜止時,彈簧處于水平方向,兩根細線之間的夾角為,則彈簧的長度被壓縮了（）,圖1-1-9,A.B.C.D.,解析取A球為研究對象,受力分析如右圖所示.平移后構(gòu)成矢量三角形,由幾何關(guān)系得F=mgtan=kx,x=，C正確.,C,圖1-1-10,1.(2009長春、哈爾濱、沈陽、大連四市第三次聯(lián)考)如圖1-1-10所示,輕繩上端固定在天花板上的O點,下端懸掛一個重為10N的物體A、B是固定的表面光滑的圓柱體.當A靜止時,輕繩與天花板的夾角為30,B到繩的壓力是（）A.5NB.10NC.ND.N,解析B受到繩的壓力是兩側(cè)繩子拉力的合力,由于夾角為120,兩根繩拉力的合力與拉力相等,即等于A物體的重力.,B,2.(2009三明市質(zhì)檢)如圖1-1-11所示,用一根細繩通過定滑輪拉物體m,物體m靜止不動.則下列物體m的受力分析示意圖正確的是（）,圖1-1-11,解析由于m靜止不動,一定受摩擦力,受摩擦力則接觸面間肯定有彈力.,答案D,3.(2009大連市二模)如圖1-1-12所示,質(zhì)量為m的AB桿靠在平臺的拐角上處于靜止狀態(tài),拐角處光滑,則地面對桿A端施加的作用力為（）A.受支持力和摩擦力作用B.僅受支持力作用C.僅受摩擦力作用D.無法確定受幾個力作用,圖1-11-12,解析可用“假設(shè)法”來判斷,即假設(shè)不受摩擦力,則桿將會向左滑動.,A,4.(2009廣元市三檢)傾角為30的斜面體放在水平地面上,在斜面上放一個質(zhì)量為5kg的小物塊,系統(tǒng)處于靜止狀態(tài).若在小物塊上再作用一個豎直向上的力F=4N,如圖1-1-13所示.則地面對斜面體的支持力Ff，小物塊受到的摩擦力Ff的變化情況是猜謎（）A.FN減小了4NB.FN的減小量小于4NC.Ff減小了4ND.Ff的減小量小于4N,圖1-1-13,解析采用整體法受力分析可知A正確.對小物塊受力分析如右圖所示,由平衡知Ff=(mg-F)sin,D正確.,答案AD,5.(2009上海市普陀區(qū)4月調(diào)研)如圖1-1-14所示,斜面體b的質(zhì)量為M,放在粗糙的水平地面上.質(zhì)量為m的滑塊a以一定的初速度沿著有摩擦的斜面向上滑,然后又返回,整個過程中b相對地面沒有移動.由此可知（）,圖1-1-14,A.地面對b一直有向右的摩擦力B.地面對b一直有向左的摩擦力C.地面對b的摩擦力方向先向左后向右D.地面對b的支持力一直小于(M+m)g,解析a上滑和返回過程,其加速度方向都沿斜面向下,取ab整體為研究對象可知B正確;由于加速度a的方向向下,處于失重狀態(tài),D對.,答案BD,6.(2009濰坊市二模)如圖1-1-15所示,傾斜天花板平面與豎直方向夾角為,推力F垂直天花板平面作用在木塊上,使其處于靜止狀態(tài),則（）,圖1-1-15,A.木塊一定受三個力作用B.天花板對木塊的彈力FN>FC.木塊受的靜摩擦力等于mgcosD.木塊受的靜摩擦力等于mg/cos,解析受力分析如下圖所示,Ff=mgcos,C正確.,答案C,7.(2009濟南市三模)如圖1-1-16所示,物體P左邊用一根輕彈簧和豎直墻相連,放在粗糙水平面上,靜止時彈簧的長度大于原長.若再用一個從零開始逐漸增大的水平力F向右拉P,直到把P拉動.在P被拉動之前的過程中,彈簧對P的彈力Fk的大小和地面對P的摩擦力Ff的大小的變化情況是（）A.Fk保持不變,Ff先減小后增大B.Fk保持不變,Ff始終減小C.Fk先不變后增大,Ff先減小后增大D.Fk始終增大,Ff始終減小,圖1-1-16,解析水平力F剛開始作用時受力分析如右圖所示,由于P不動,彈簧形變量不變,Fk不變.而由Fk=Ff+F知Ff先減后增,A正確.,答案A,8.(2009南昌市二模)如圖1-1-17所示,在粗糙的斜面上,物塊用勁度系數(shù)為100N/m的輕質(zhì)彈簧平行于斜面拉住此物塊放在ab間任何位置均能靜止,在其他位置不能靜止.測得ab=22cm,Oa=8cm,則物塊靜止在斜面上時受到的摩擦力大小可能為（）,圖1-1-17,A.14NB.10NC.6ND.2N,答案CD,9.(2009泉州市5月質(zhì)檢)如圖1-1-18所示,將細線的一端系在右手中指上,另一端系上一個重為G的鉤碼.用一支很輕的鉛筆的尾部頂在細線上的某一點,使細線的上段保持水平,筆的尖端置于右手掌心.鉛筆與水平細線的夾角為,則（）A.中指受到的拉力為GsinB.中指受到的拉力為Gcos,圖1-1-18,C.手心受到的壓力為D.手心受到的壓力為,解析受力分析如右圖所示.FNcos=FTFNsin=FTGFTG=GFN=FT=C正確.,答案C,返回,