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受力分析 共点力作用下物体的平衡


第三章
第4讲 受力分析

相互作用
共点力作用下物体的平衡

教学目标: 1.理解共点力作用下物体平衡的条件。 2.熟练应用正交分解法、图解法、合成与分解法等常用方法解决平衡类问题。 3.进一步熟悉受力分析的基本方法,培养学生处理力学问题的基本技能。 重点: 1.正交分解法的应用 2.图解法的应用 难点:受力分析 预习

自测: 1.下列有关物体在共点力作用下所处状态的说法中正确的是( ) A.物体的速度在某一时刻等于零,物体就一定处于平衡状态 B.物体相对于另一物体保持静止,物体一定处于平衡状态 C.物体所受合力为零,就一定处于平衡状态 D.物体做匀加速运动时,物体处于平衡状态 2.如图所示重物的质量为 m,轻细线 AO 和 BO 的 A、B 端是固定的,平衡时 AO 是水平的,BO 与水平面的夹角为θ ,AO 的拉力是 F1 和 BO 的拉力 F2 的大 小是( ) A、F1=mgsinθ B、F1=mgctgθ C、F2=mgsinθ D、F2=
mg sin ?

3.如图所示,物体 m 静止于倾斜角为θ 的木板上,在θ 缓慢 增大直至物体开始滑动的过程中,下列说法中正确的是 ( ) A.物体所受的摩擦力逐渐增大 B.物体对木板的压力逐渐增大 C.物体所受支持力和摩擦力的合力逐渐增大 D.物体所受重力、支持力和摩擦力的合力逐渐增大 4.如图所示,猎人非法猎猴,用两根轻绳将猴子悬于空 中,猴子处于静止状态.以下相关说法正确的是( ) A.猴子受到的三个力不是共点力 B.绳拉猴子的力和猴子拉绳的力相互平衡 C.地球对猴子的引力与猴子对地球的引力是一对作用力和 反作用力 D.人将绳子拉得越紧,猴子受到的合力越大

5.如图所示, 光滑水平地面上放有截面为 圆周的柱状物体 A, 与墙面之间放一光滑的圆柱形物体 B, A 施加一水平 A 对 向左的力 F,整个装置保持静止.若将 A 的位置向左移动稍 许,整个装置仍保持平衡,则以下说法错误的是( ) A.水平外力 F 增大 B.墙对 B 的作用力减小 C.地面对 A 的支持力不变 D.B 对 A 的作用力减小 这些梳理是废环节, 知识梳理: 学生不会从中获得 1、物体的平衡状态 感悟,只能浪费时 间。且倒摄抑制作用 使得学生只记这些 结论,忘掉了前面的 2、共点力 共点力作用下物体的平衡条件 感悟。

课堂探究: 【例 1】 如图所示,在斜面上,木块 A 与 B 的接触面 是水平的,绳子呈水平状态,两木块均保持静止.则关 于木块 A 和木块 B 的受力个数不可能的是( ). A.2 个和 4 个 B.3 个和 4 个 C.4 个和 4 个 D.4 个和 5 个



【变式 1】 如图所示, 一物体在粗糙水平地面上受斜向上的恒定拉力 F 作用而做匀 速直线运动,则下列说法正确的是( ).

A.物体可能只受两个力作用 B.物体可能受三个力作用 C.物体可能不受摩擦力作用 D.物体一定受四个力作用

【例 2】 如图所示,在倾角为 α 的斜面上,放一质量为 m 的小 球,小球被竖直的木板挡住,不计摩擦,则球对挡板的压力是 ( ). mg A. mgcos α B. mgtan α C. D. mg cos α

【变式 2】 如图所示,固定在竖直平面内的光滑圆环的最高点 有一个光滑的小孔,质量为 m 的小球套在圆环上,一根细线的 下端系着小球,上端穿过小孔用力 F 拉住,绳与竖直方向夹角 为 θ,小球处于静止状态.设小球受支持力为 N,则下列关系正 确的是( ). A.F=2mgcos θ B.F=mgcos θ C.N=2mg D.N=2mgcos θ

【例 3】 如图所示, 两根等长的绳子 AB 和 BC 吊一重物静止, 两根绳子与水平方向夹角均为 60° .现保持绳子 AB 与水平方向的 夹角不变,将绳子 BC 逐渐缓慢地变化到沿水平方向,在这一过 程中,绳子 BC 的拉力变化情况是( ). A.增大 B.先减小,后增大 C.减小 D.先增大,后减小

【变式 3】 如图 2-3-10 所示, 用一根细线系住重力 为 G、半径为 R 的球,其与倾角为 α 的光滑斜面劈接触, 处于静止状态,球与斜面的接触面非常小,当细线悬点 O 固定不动, 斜面劈缓慢水平向左移动直至绳子与斜面平行 的过程中,下述正确的是( ). A.细绳对球的拉力先减小后增大 B.细绳对球的拉力先增大后减小 C.细绳对球的拉力一直减小 D.细绳对球的拉力最小值等于 G

当堂检测 1. 如图 2-3-3 所示, 放在斜面上的物体受到垂直于斜面向上的 力 F 作用而物体始终保持静止.当力 F 逐渐减小,则物体受到 斜面的摩擦力( ). A.保持不变 B.逐渐减小 C.逐渐增大 D.以上三种均有可能 2.用一轻绳将小球 P 系于光滑墙壁上的 O 点, 在墙壁和球 P 之间夹有一矩 形物块 Q,如图所示.P、Q 均处于静止状态, 则下列相关说法正确的是( ) A.P 物体受 5 个力 B.Q 受到 3 个力 C.若绳子变长,绳子的拉力将变小 D.若绳子变短,Q 受到的静摩擦力将增大

3.超市中小张沿水平方向推着质量为 m 的购物车乘匀速上升的自 动扶梯上楼,如图 2-3-4 所示.假设小张、购物车、自动扶梯 间保持相对静止,自动扶梯的倾角为 30° ,小张的质量为 M,小 张与扶梯间的摩擦因数为 μ,小车与扶梯间的摩擦忽略不计.则 ( ).

A.小张对扶梯的压力大小为 Mgcos 30° ,方向垂直于斜面向下 B.小张对扶梯的摩擦力大小为(M+m)gsin 30° ,方向沿斜面向下 C.扶梯对小张的摩擦力大小为 μ(M+m)gcos 30° ,方向沿斜面向上 D.小张对车的推力和车对小张的推力大小必相等,这是因为人和车均处于平衡状 态 4.如图所示两刚性球 a 和 b 的质量分别为 ma 和 mb、直径分别为 da 和 db(da>db).将 a、b 两球依次放入一竖直放置、内径为 d(da<d<da+db)的平 底圆筒内,如图 2-3-13 所示.设 a、b 两球静止时对圆筒侧面的压力 大小分别为 f1 和 f2,筒底所受的压力大小为 F.已知重力加速度大小为 g. 若所有接触面都是光滑的,则( ). A.F=(ma+mb)g,f1=f2 B.F=(ma+mb)g,f1≠f2 C.mag<F<(ma+mb)g,f1=f2 D.mag<F<(ma+mb)g,f1≠f2 5.如图所示,小球被轻质细绳系住斜吊着放在静止的光滑斜 面上,设小球质量 m=1 kg,斜面倾角α =30°,悬线与竖直方 向夹角θ =30°, 光滑斜面的质量为 3 kg, 置于粗糙水平面上, g=10 m/s2.求: (1)悬线对小球拉力的大小. (2)地面对斜面的摩擦力的大小和方向.

课后拓展: 1.如图所示,物体 A、B、C 叠放在水平桌面上,力 F 作用 在物体 C 上后,各物体仍保持静止状态,则以下说法正确 的是( ) A.C 不受摩擦力作用

B.B 受向左的摩擦力作用 C.A 受各个摩擦力的合力为零 D.A、B、C 三个物体组成的整体所受摩擦力为零 2. L 型木板 P(上表面光滑)放在固定斜面上,轻质弹簧一 端固定在木板上,另一端与置于木板上表面的滑块 Q 相连, 如图所示.若 P、Q 一起沿斜面匀速下滑,不计空气阻力.则木 板 P 的受力个数为( ) A.3 B.4 C.5 D.6

3.如图所示,倾角为θ 的斜面体 C 置于水平面上,B 置于 斜面上,通过细绳跨过光滑的定滑轮与 A 相连接,连接 B 的一段细绳与斜面平行, B、 都处于静止状态.则 A、 C ( ) A.B 受到 C 的摩擦力一定不为零 B.C 受到水平面的摩擦力一定为零 C.水平面对 C 的支持力与 B、C 的总重力大小相等 D.若将细绳剪断,B 物体依然静止在斜面上,水平面对 C 的摩擦力为零 4 如图所示,质量为 M 的直角三棱柱 A 放在水平地面上, 三棱柱的斜面是光滑的,且斜面倾角为 θ .质量为 m 的 光滑球放在三棱柱和光滑竖直墙壁之间,A 和 B 都处于 静止状态,求地面对三棱柱的支持力和摩擦力各为多 少?

量太大,重复训练多,其实只选择四、五个题让学生感悟一下处理方法,本节就可 完成任务,不需要这么多题,这个课例用了两节课,训练目标有些散乱,不集中。


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