幻灯片 1受力分析
如图2-3-1所示,物体M在竖直拉力F作用下处于静止状态,试分析在斜面光滑和不光滑两种情况下,物体的受力情况。
提示:若斜面光滑,M处于平衡状态时,只受拉力F和重力Mg,此时不受斜面的弹力;若斜面不光滑,则物体可能受拉力F和重力Mg两个力,也可能受拉力F、重力Mg、支持力和摩擦力四个力作用。
图2-3-1
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幻灯片 2 1.定义
把指定物体(研究对象)在特定的物理环境中受到的所有外力都找出来,并画出受力图,这个过程就是受力分析。
2.受力分析的一般顺序
先分析场力(重力、电场力、磁场力),再分析接触力(弹力、摩擦力),最后分析其他力。
3.受力分析的常用方法
(1)整体法和隔离法:
当物理情景中涉及物体较多时,就要考虑采用整体法和隔离法。
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幻灯片 3 (2)假设法:
在未知某力是否存在时,可先对其作出存在或不存在的假设,然后再就该力存在与不存在对物体运动状态是否产生影响来判断该力是否存在。
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幻灯片 4 [试一试]
1. 如图2-3-2所示,一小车的表面由一光滑
水平面和光滑斜面连接而成,其上放一球,
球与水平面的接触点为 a,与斜面的接触
点为b。当小车和球一起在水平桌面上做直线运动时,下列结论正确的是 ( )
A.球在a、b两点处一定都受到支持力
B.球在a点一定受到支持力,在b点处一定不受支持力
C.球在a点一定受到支持力,在b点处不一定受到支持力
D.球在a点处不一定受到支持力,在b点处也不一定受到
支持力
图2-3-2
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幻灯片 5解析:若球与车一起水平匀速运动,则球在b处不受支持力作用,若球与车一起水平向左匀加速运动,则球在a处的支持力可能为零,故D正确。
答案:D
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幻灯片 6共点力作用下物体的平衡
如图2-3-3所示,质量为m的小球
在外力F作用下缓慢上升,请思考以下两
个问题:
(1)物体处于什么状态?其合外力多大?
(2)物体处于平衡状态时,其速度和加速度各有什么特点?
提示:(1)物体缓慢上升过程中处于动态平衡状态,其合外力始终为零。
(2)物体处于平衡状态时,其加速度一定为零,速度不一定为零
图2-3-3
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幻灯片 7 1.平衡状态
物体处于 或 的状态,即a=0。
2.共点力的平衡条件
或Fx=0、Fy=0
静止状态
匀速直线运动
F合=0
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幻灯片 8 3.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 ,方向 。
(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 ,方向 ;并且这三个力的矢量可以形成一个矢量 。
(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 ,方向 。
相等
相反
相等
相反
三角形
相等
相反
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幻灯片 9 [试一试]
2.图2-3-4为节日里悬挂灯笼的一种
方式,A、B点等高,O为结点,轻绳AO、
BO长度相等,拉力分别为 FA、FB,灯笼
受到的重力为G,下列表述正确的是 ( )
A.FA一定小于G
B.FA与FB大小相等
C.FA与FB是一对平衡力
D.FA与FB大小之和等于G
图2-3-4
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幻灯片 10解析:取结点O为研究对象,受力分析如图
所示,受FA、FB和结点下方细绳的拉力FC
的作用,因灯笼静止,故拉力FC=G,结
点O处于静止状态,三力平衡,合力为零,拉力FA、FB的合力F合必与FC等值反向共线,因A、B点等高,AO、BO长度相等,设FA、FB与竖直方向的夹角均为θ,由几何关系可知,必有FA=FB,当θ=60°时,FA=FB=G,当θ>60°时,FA=FB>G,当θ<60°时,FA=FBr时,R越大,r越小,B对斜面的
压力越小
B.斜面倾角θ一定,R=r时,两球之间的弹力最小
C.斜面倾角θ一定时,无论两球半径如何,A对挡板的压
力一定
D.半径一定时,随着斜面倾角θ逐渐增大,A受到挡板的
作用力先增大后减小
图6
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幻灯片 51解析:先对A、B整体受力分析,整体受到重力、斜面支持力和挡板对A的弹力三个力的作用,当斜面的倾角θ不变时,不管两球的半径如何变化,这三个力都不变,C正确;斜面倾角θ逐渐增大时,采用极限的思维,A受挡板的弹力最大为两者重力之和,则D错误;然后采用隔离法对B进行受力分析,B受三个力,重力不变,斜面对B的支持力方向不变,A对B的弹力方向和斜面的支持力垂直时,A和B之间的弹力最小,此时两球的半径相等,B正确;斜面倾角θ一定,R>r时,R越大,r越小,斜面对B的弹力越大,则A错误。
答案:BC
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幻灯片 526.(2013·苏州调研)如图7所示,质量均为
m的小球A、B用两根不可伸长的轻绳
连接后悬挂于O点,在外力F的作用
下,小球A、B处于静止状态。若要
使两小球处于静止状态且悬线OA与竖
直方向的夹角θ保持30°不变,则外力F的大小 ( )
图7
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幻灯片 53解析:取A、B两球为一整体,质量为2m,
悬线OA与竖直方向夹角为30°,由图可以
看出,外力F与悬线OA垂直时为最小,
Fmin=2mgsin θ=mg,所以外力F应大于
或等于mg,选项B、C、D均正确。
答案:BCD
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幻灯片 547.半圆柱体P放在粗糙的水平地面上,其
右端有固定放置的竖直挡板MN。在P和
MN之间放有一个光滑均匀的小圆柱体Q,
整个装置处于静止状态。如图8所示是这个装置的纵截
面图。若用外力使MN保持竖直,缓慢地向右移动,在Q落到地面以前,发现P始终保持静止。在此过程中,
下列说法中正确的是 ( )
A.MN对Q的弹力逐渐减小
B.地面对P的摩擦力逐渐增大
C.P、Q间的弹力先减小后增大
D.Q所受的合力逐渐增大
图8
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幻灯片 55解析:对圆柱体Q受力分析如图所示,P对
Q的弹力为F,MN对Q的弹力为FN,挡板
MN向右运动时,F和竖直方向的夹角逐渐
增大,如图所示,而圆柱体所受重力大小
不变,所以F和FN的合力大小不变,故D选项错误;由图可知,F和FN都在不断增大,故A、C两项都错;对P、Q整体受力分析知,地面对P的摩擦力大小就等于FN,所以地面对P的摩擦力也逐渐增大。故选B。
答案:B
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