内容正文:
考点7 二力平衡 摩擦力
一、二力平衡
1.物体的平衡状态:在两个或几个力作用下,物体保持静止或匀速直线运动状态,物理学中就称该物体处于平衡状态。
2.二力平衡:在两个力的作用下,保持静止或匀速直线运动状态,我们说这两个力是平衡的,或者叫做二力平衡。
作用在同一物体上的二个力相互平衡的条件是:二力大小相等、方向相反、作用在同一直线上。概括地说,二力平衡的条件是:同体、等大、反向、共线。由力的合成知识可知,物体受平衡力也就是作用在物体上的合力为零。
二、摩擦力
1.摩擦力的种类:静摩擦、滑动摩擦、滚动摩擦。
2.决定滑动摩擦力大小的因素:①两物体间的压力;②接触面的粗糙程度。
滑动摩擦力的大小:压力越大,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
注意:滑动摩擦力的大小与接触面大小、运动速度大小等因素无关。
在相同条件下,滚动摩擦比滑动摩擦小的多。
3.减小摩擦的方法:减小压力、使接触面光滑、分离、用滚动代替滑动。
4.增大摩擦的方法:增大压力、使接触面粗糙。
实验指导
【实验目的】“探究二力平衡的条件”
[实验目的]探究当物体在水平方向上只受两个力的作用而处于平衡状态时,这两个力的关系。
[实验器材] 弹簧测力计(2个),木板,白纸、重物、细线
[实验步骤] 施加两力时分别使得重物处于静止和匀速直线状态。
[实验结论] 当一个物体受两力处于匀速直线运动状态,这两个力大小相等,方向相反,在同一直线上。
例1、如图所示,小李同学提着溜溜球静止不动,下列说法中正确的是( )
A.手对绳子的拉力与溜溜球所受的重力是一对平衡力。
B.绳子对溜溜球的拉力与溜溜球对绳子的拉力是一对平衡力。
C.绳子对溜溜球的拉力与溜溜球所受的重力是一对平衡力。
D.溜溜球对绳子的拉力与溜溜球所受的重力是一对平衡力。
【答案】C
【解析】解:根据二力平衡条件,大小相等、方向相反、作用在同一物体上,且在一条直线上的两个力称为一对平衡力。选项A 中,手对绳子的拉力与溜溜球所受的重力,分别作用在不同物体上;选项B 中,绳子对溜溜球的拉力与溜溜球对绳子的拉力,是一对相互作用力;选项D 中,溜溜球对绳子的拉力与溜溜球所受的重力,分别作用在不同物体上,且方向相同。所以选项A、B、D 均错误。而选项C 所描述的这对力符合二力平衡的条件,故正确选项为C。
例2、用弹簧测力计沿竖直方向两次拉动重为G的物体,两次运动的s﹣t图像如图所示,对应的测力计示数和速度分别为F1、v1和F2、v2,则( )
A.v1<v2,F1<F2 B.v1<v2,F1=F2
C.v1>v2,F1>F2 D.v1>v2,F1=F2
【答案】D
【解析】解:
(1)根据s﹣t图,在相同时间内,1通过的路程较长,则v1>v2;
(2)两次竖直提重为G的物体,都是匀速直线运动,物体受到的是一对平衡力。
根据F拉=G物可得,
F1=G物,F2=G物,
即:F1=F2,
故选:D。
例3、一位女同学用水平力推讲台,但没有推动,则此时 ( )
A. 女同学的推力和讲台的重力是一对平衡力。 B. 女同学的推力大于地面对讲台的摩擦力。
C. 女同学的推力小于地面对讲台的摩擦力。 D. 女同学的推力等于地面对讲台的摩擦力。
【答案】D
【解析】解:女同学用水平推力推静止在水平地面上的讲台桌,结果没有推动,则讲台桌仍处于静止状态,所以其受力平衡。在水平方向上,人对讲台的推力与地面对讲台的摩擦力是一对平衡力,大小相等,竖直方向的重力与地面对讲台的支持力是一对平衡力,大小相等。故选:D。
例4、因海水涨潮,某游客被困岛礁,图3-5-1为东海第一救助飞行队直升机救援时的场景。若救援绳索能够承受的最大拉力为3000牛,救援队员和受困者的总质量为150千克,问:
(1)救援能否成功?
(2)若直升机本身的重力为6.5×104牛,在空中沿竖直方向匀速上升进行救援时,螺旋桨产生的举力为多大?
【解析】(1) 先根据题意画出救援队员和受困者的受力示意图,如图所示。若绳索能够承受的拉力T 大于救援队员和受困者的总重力G总,则救援能够成功;反之,则不能。
(2) 设直升机、救援队员和受困者的总重力为G 总',螺旋桨产生的举力为F,当直升机匀速上升时,F 和G 总' 是一对平衡力。
解:(1) G总= m总g= 150 千克×9.8 牛/ 千克= 1 470 牛
T = 3 000 牛
因为T > G总,所以救援能够成功。
(2) F = G总'= G 总+G机
= 0.147×104牛+6.5×104牛
= 6.647×104牛
答;(1)救援能够成功。(2)螺旋桨产生的举力大小为6.647×104牛。
一.选择题(共12小题)
1.下列四个事例中,物体处于平衡状态的是 ( )
①大疆无人机在空中悬停。
②神舟十四号加速升空。
③“蛟龙号