内容正文:
第3讲 共点力的平衡条件和应用
授课提示:对应学生用书第35页
一、受力分析
1.受力分析:把研究对象(指定物体)在特定的物理环境中受到的所有力都找出来,并画出受力示意图的过程。
2.受力分析的一般顺序
(1)画出已知力。
(2)分析场力(重力、电场力、磁场力)。
(3)分析弹力。
(4)分析摩擦力。
二、共点力的平衡条件
1.平衡状态
物体处于静止或匀速直线运动的状态,即a=0。
2.平衡条件
F合=0或
如图甲所示,小球静止不动,如图乙所示,物块匀速运动。
小球:F合=0,N sin θ=F推,N cos θ=mg。
物块:Fx=F1-f=0,Fy=F2+N-mg=0。
三、平衡条件的推论
1.二力平衡:如果物体在两个共点力的作用下处于平衡状态,这两个力必定大小相等,方向相反。
2.三力平衡:如果物体在三个共点力的作用下处于平衡状态,其中任何一个力与其余两个力的合力大小相等,方向相反。
3.多力平衡:如果物体在多个共点力的作用下处于平衡状态,其中任何一个力与其余几个力的合力大小相等,方向相反。
1.判断正误
(1)对物体受力分析时,只能画该物体受到的力,其他物体受到的力不能画在该物体上。( )
(2)物体沿光滑斜面下滑时,受到重力、支持力和下滑力的作用。( )
(3)加速度等于零的物体一定处于平衡状态。( )
(4)速度等于零的物体一定处于平衡状态。( )
(5)若三个力F1、F2、F3平衡,将F1转动90°时,三个力的合力大小为F1。( )
答案:(1)√ (2)× (3)√ (4)× (5)√
2.(粤教版必修1 P75T13)一个质量为3 kg的物体,被放置在倾角α=30°的固定光滑斜面上,在如图所示的甲、乙、丙三种情况下,处于平衡状态的是(g取10 m/s2)( )
A.仅甲图 B.仅乙图
C.仅丙图 D.甲、乙、丙三图
答案:B
3.(人教版必修1 P91T1改编)如图所示,光滑竖直墙壁上有一颗钉子,分两次用长短不同的轻绳将同一个足球挂在该钉子上,足球分别静止在A、B两点;绳子拉力分别为TA和TB,墙对足球的支持力分别为NA和NB,则下列说法正确的是( )
A.TA<TB,NA<NB
B.TA>TB,NA<NB
C.TA<TB,NA>NB
D.TA>TB,NA>NB
答案:D
4.(新人教版必修第一册 P77T2)一台空调外机用两个三角形支架固定在外墙上(如图所示),空调外机的重心恰好在支架横梁和斜梁的连接点O的上方,重力大小为200 N。横梁AO水平,斜梁BO跟横梁的夹角为37°,sin 37°=0.6。
(1)横梁对O点的拉力沿OA方向,斜梁对O点的压力沿BO方向,这两个力各有多大?
(2)如果把斜梁加长一点,仍保持连接点O的位置不变,横梁仍然水平,这时横梁和斜梁对O点的作用力大小将如何变化?
答案:(1) N N (2)变小 变小
授课提示:对应学生用书第37页
热点一 受力分析 整体法与隔离法的应用
1.受力分析的四个方法
方法
解读
假设法
在未知某力是否存在时,先对其做出存在的假设,然后根据该力存在对物体运动状态的影响来判断该力是否存在
整体法
将加速度相同的几个相互关联的物体作为一个整体进行受力分析的方法
隔离法
将所研究的对象从周围的物体中分离出来,单独进行受力分析的方法
动力学
分析法
对加速运动的物体进行受力分析时,应用牛顿运动定律进行分析求解的方法
2.受力分析的四个步骤
(多选)如图所示,在水平力F作用下,A、B保持静止。若A与B的接触面是水平的,且F≠0,则B的受力个数可能为( )
A.3个 B.4个 C.5个 D.6个
[解析] 先对A、B整体进行受力分析,受重力、推力和支持力;当推力平行斜面向上的分力大于重力平行斜面向下的分力时,有上滑趋势;当推力平行斜面向上的分力小于重力平行斜面向下分力时,有下滑趋势;当推力平行斜面向上的分力等于重力平行斜面向下的分力时,无滑动趋势;再对A进行受力分析,受推力、重力、支持力和向左的静摩擦力,共4个力;最后对B进行受力分析,受重力、A对B的压力和向右的静摩擦力、斜面对B的支持力,若B相对斜面有滑动趋势,则还要受到斜面的静摩擦力,若相对斜面无滑动趋势,则不受斜面的静摩擦力,即B可能受4个力,也可能受5个力,故选项B、C正确。
[答案] BC
[迁移拓展]
1.(多选)在[典例1]中,若力F作用在B上,则B的受力个数可能为( )
A.3个 B.4个
C.5个 D.6个
解析:B一定受重力、斜面的支持力、A的压力和力F,斜面对B可能有摩擦力,也可能没有,故B可能受4个力或5个力,选项B、C正确。
答案:BC
2.在[迁移拓展]1中,若将水平推力改为