2022-2023学年高二物理竞赛课件：考虑摩擦时物体的平衡问题

考虑摩擦时物体的平衡问题 2 判断物体是否平衡问题 考虑摩擦时的平衡问题 求平衡范围问题 临界平衡问题 一、判断物体是否平衡问题 ①假定物体平衡，将摩擦力FS作为未知力，指向可假设； ②由平衡方程求FS和FN。若FS为负值则与假设指向相反； ③计算Fmax=fSFN ，根据不等式|FS|≤ Fmax是否满足来判 断物体是否平衡。满足不等式则平衡，否则不平衡。 考虑摩擦时物体的平衡问题 2 3 求平衡范围问题（包括力与几何范围） ①设物体处于某种临界平衡，摩擦力达到最大值Fmax，其方 向不能假设，要根据物体运动趋势来判断； ②补充方程Fmax=fSFN ，由平衡方程求未知量； ③根据求得的某种临界平衡条件，分析其平衡范围。 临界平衡问题 ①设物体处于临界平衡，摩擦力达到最大值Fmax，其方 向不能假设，要根据物体运动趋势来判断； ②补充方程Fmax=fSFN ，由平衡方程求未知量。 4 解：研究楔块，受力如图 两力必在同一直线上 [例] 构件1及2用楔块3联结，已知楔块与构件间的 摩擦因数f=0.1, 求能自锁的倾斜角a 。 4 5 [例] 作出下列各物 体的受力图 5 6 [例] 作出下列各物体的受力图 ① P 最小维持平衡 ② P 最大维持平衡 状态受力图； 状态受力图 6 7 [例] 已知：a =30º，G =100N，f =0.2 求：①物体静止时， 水平力Q的平衡范围。②当水平力Q = 60N时，物体能否平衡？ 解：①先求使物体不致于上滑的 图(1) 补充方程Fmax=f N 解得 8 可否用几何法求得 此结果？如何求？ =88N 由公式 8 9 同理：可求使物体不致下滑的Qmin 图(2) 平衡范围应是 解得： =34N 当水平力Q = 60N时， 物体能平衡。 9 10 解：考虑到梯子在临界平衡状 态有下滑趋势，做受力图。 [例] 梯子长AB=l，重为P，若梯子与墙和地面的静摩 擦因数f =0.5, 求a 多大时，梯子能处于平衡？ 10 11 注意，由于a不可能大于 ， 所以梯子平衡倾角a 应满足 11 12 再研究A块 12 $