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受力分析(受力平衡)
平衡状态
思考:是不是只有静止的物体处于受力平衡状态?
说明:受力平衡,这里的静止需要二个条件,一是物体受到的合外力为零,二是物体的速度为零,仅速度为零时物体不一定处于静止状态,如物体做竖直上抛运动达到最高点时刻,物体速度为零,但物体不是处于静止状态,因为物体受到的合外力不为零.
【例1】下列处于平衡状态的是( )
A.竖直上抛的物体达到最高点时
B.在水平面上匀速直线运动的物体
C.在水平面上做匀减速直线运动的物体,速度减到0的瞬间
D.水平面上受水平拉力但始终保持静止的物体
平衡力和相互作用力
思考:平衡力与相互作用力有哪些异同点?
【例2】猴子能够轻松地倒挂在树枝上,当其倒挂在树枝上静止时,下列说法正确的是( )
A.树枝对猴子的作用力和猴子所受的重力是一对平衡力
B.猴子对树枝的作用力和猴子所受的重力是一对平衡力
C.猴子对树枝的作用力和树枝对猴子的作用力是一对平衡力
D.猴子很轻,其重力不需要平衡就能静止在空中
【例3】物体在水平拉力(假设大小等于重力)作用下沿水平桌面匀速向右运动,则下列说法中正确的是( )
A.物体所受的拉力和重力是一对平衡力
B.物体所受的重力和桌面对物体的支持力是一对平衡力
C.桌面对物体的支持力和物体对桌面的压力是一对平衡力
D.桌面对物体的支持力和物体受到的摩擦力是一对平衡力
【例4】如图6-3-6所示,弹簧秤及细绳重力不计,砝码G重100 N,静止时弹簧秤的读数为( )
图6-3-6 图6-3-7
A.200 N B.100 N C.0 D.条件不足,无法确定
思考:如果重物和弹簧秤按图6-3-7连接,则弹簧秤的度数又是多少呢?
力与运动的关系
力和运动的关系可以从以下几个方面进行分析:
(1)物体不受力时,应保持匀速直线运动或保持静止状态。
(2)物体受平衡力时,应保持静止或保持匀速直线运动状态。静止的物体受平衡力时,仍然保持静止;运动的物体受平衡力时,仍然保持匀速直线运动状态。
(3)物体受力不平衡时,等效于物体只受一个力的作用,运动状态将发生改变。
①静止的物体受力不平衡时,将由静止开始运动;
②运动的物体受非平衡力时,物体的运动速度的大小或方向将发生改变。
如果这个力的方向跟物体运动方向相同,物体的速度增大,并且做直线运动;如果这个力的方向跟物体的运动方向相反,物体的速度减小,仍做直线运动;如果这个力方向与物体运动方向不在一条直线上,物体的运动方向将改变,做曲线运动。例如,火车在平直的轨道上行驶。在竖直方向上重力和支持力平衡,如果牵引力大于阻力,火车将加速;如果牵引力小于阻力,火车将减速;牵引力和阻力相等时,水平方向二力平衡,火车匀速直线前进。向斜上方抛出去的铅球,在重力的作用下,速度的大小和方向都在不断变化。
【例5】下列说法正确的是( )
A.静止的物体,如果受到推力作用,它的运动状态一定发生改变
B.两个力大小相等、方向相反且作用在同一条直线上,这两个力可能是平衡力
C.如果作用在物体上的两个力的三要素都相同,两个力可能是平衡力
D.做匀速直线运动的物体,只受一对平衡力作用,如果突然失去其中一个力,则该物体可能不再做直线运动
【例6】跳伞运动员在匀速下降过程中( )
A.没有受到外力作用 B.只受重力作用下降
C.跳伞运动员只受空气阻力作用 D.跳伞运动员受到相互平衡的力作用
【例7】光滑水平面上的物体,在水平方向只受一对平衡力的作用,则该物体( )
A.可能在水平面上向任意方向做匀速直线运动
B.只能以一定的速度做匀速直线运动
C.只能沿一个力的方向做匀速直线运动
D.不是静止,就是沿力的方向做匀速直线运动
受力分析
力的图示和力的示意图
力的图示需要完整表示力的三要素大小(线段长度)方向(射线指向)作用点(射线起点)并且需要用一定长度的线段表示特定的力的数值(标度)这四项缺一不可——这是力的完整表示用于练习力的画图表示为力的示意图做准备
力的示意图仅需要表示每一个力的方向(箭头)作用点(箭头起点)——这是力的粗略表示用于对物体进行受力分析如图所示,物体A重30 N,受到一个大小为20 N的重 力F的作用,静止在竖直的墙壁上,画出物体A受力的图示.
答案:
【例11】 在粗糙水平面上有一个三角形木块a,在它的两个粗糙斜面上分别放有质量为m1和m2的两个木块b和c,如图所示,已知m1>m2,三木块均处于静止,则
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