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第11讲 共点力的平衡条件、受力分析的基本原则
一、共点力作用下物体的平衡
1.平衡状态:是指物体处于________或_____________状态;平衡的标志是物体的加速度为________.
2.共点力的平衡条件:作用在物体上的合力为________.
3.推论
(1)若物体处于平衡状态,则物体受到的沿任意方向的合力为_____;正交分解时ΣFx=__,ΣFy=__;
(2)若物体在两个力作用下处于平衡状态,则这两个力______、______;
(3)若物体在三个力作用下处于平衡状态,则其中任意两个力的合力与第三个力______、______;
(4)若物体在n个力作用下处于平衡状态,则其中任意一个力与其余n-1个力的合力_____、_____;
(5)若物体在n个力作用下处于平衡状态,撤去任何一个力,物体的合外力就和这个力_____、_____;
二、受力分析的基本原则
1.确定研究对象,并把研究对象与周围环境________;
2.按一定的顺序分析研究对象受到的其他物体对它的力,一般地:
场力 (重力、电场力、磁场力) → 接触力(弹力、摩擦力)→ 其他力
3.画出研究对象的受力分析图,标明各力的符号,需要合成或分解时,必须画出相应的平行四边形;
4.根据画出的受力分析图,判断物体能否处于题中给定的运动状态.
思考与练习:
1. 画出下列各图中物体A、B、C的受力示意图(已知物体A、B、C均静止).
2. 如图,A和B通过跨过定滑轮的细绳连接,都处于静止状态。对于A的受力,下列正确的是( 答案:C )
A.有可能绳子拉力的竖直分量跟重力大小相等,则水平面给它的弹力为零,所以A受重力、绳子拉力和摩擦力三个力的作用
B.可能受重力、绳子拉力、水平面给它的弹力三个力的作用
C.一定受重力、绳子拉力、水平面给它的弹力和摩擦力四个力的作用
D.可能受重力和绳子拉力两个力的作用
解析:对物体B有T=mBg,对物体A,水平方向Tcosθ=Ff;竖直方向Tsinθ+FN=mAg,所以C正确.
3. 如图,物体A靠在竖直墙面上,在力F作用下,A、B保持静止。物体B的受力个数为( C )
A.2个 B.3个 C.4个 D.5个
4. 如图,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。则关于B的受力个数为( 答案:BC )
A.3个 B.4个 C.5个 D.6个
5. 如图,容器内盛有水,器壁AB呈倾斜状.有一个小物块P处于图示状态,并保持静止状态,则该物体受力情况正确的是( 答案:D )
A. P可能只受一个力作用 B. P可能只受三个力作用
C. P不可能只受二个力 D. P不是受到二个力就是受到四个力
解析:(1)若浮力等于重力,只受两个力.(2)若浮力小于重力,受四个力.
6.如图,A、B两均匀直杆上端分别用细线悬挂于天花板上,下端搁在水平地面上处于静止状态,悬挂A杆的绳倾斜,悬挂B杆的绳恰好竖直.则关于两杆的受力情况正确的有( D )
(A)A、B都受三个力作用 (B)A、B都受四个力作用
(C)A受三个力,B受四个力 (D)A受四个力,B受三个力
解答:地面对B没有摩擦力作用,地面对A一定有摩擦力的作用。
7. 如图,竖直放置的轻弹簧一端固定在地面上,另一端与斜面体P连接,P与固定挡板MN接触且处于静止,则斜面体P所受到的外力个数为( AC )
A.2个 B.3个 C.4个 D.5个
解析:P可能受重力、弹簧弹力两个力;也可能受重力、弹簧弹力、挡板弹力、挡板摩擦力四个力.
8. 如图,斜面小车M静止在光滑水平面上,一边紧贴墙壁.若再在斜面上加一物体m,且M、m相对静止,试分析小车受哪几个力的作用?
解析:它受四个力:重力Mg,支持力FN1,压力FN2和静摩擦力Fμ.由于m静止,可知Fμ和FN2的合力必竖直向下.
9.L型木板P(上表面光滑)放在固定斜面上,轻弹簧一端固定在P上,另一端与置于木板上的滑块Q相连,如图。若P、Q一起沿斜面匀速下滑,不计空气阻力,则P的受力个数为( C )
A.3个 B.4个 C.5个 D.6个
重力、斜面支持力、滑块Q的弹力、弹簧弹力和与斜面间的摩擦力
10. 如图,用两根细线把A、B两小球悬挂在天花板上的同一点O,并用第三根细线连接A、B两小球,然后用某个力F作用在小球A上,使三根细线均处于直线状态,且OB细线恰好沿竖直方向,两小球均处于静止状态.则该力可能为图中的( 答案:BC )
A.F1 B.F2 C.F3
11. 用轻弹簧竖直悬挂质量为m
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