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第3讲 受力分析 共点力的平衡
【必备知识?自主排查】
一、受力分析 1.
受力分析、
天汪L广假设法
H力法「匚整体法与隔离法
力、其他力,并画
2.受力分析的三个常用判据
⑴条件判据:根据不同性质力的 判断.
(2)效果判据:
①物体平衡时合外力必定为.
②物体做变速运动时合力方向必定沿 方向,合力大小满足F=ma.
⑶特征判据:力的作用是相互的,通过判定其 来判定该力.
二、共点力的平衡
共点力的平衡d共点力1作用于物体的 或作用线交于一点的力(平衡状态)
共点力的平衡
d共点力1作用于物体的 或作用线交于一
点的力
(平衡状态)一物体处于静止状态或
4平衡条件卜
状态
公吁匕=0
口 Lf=o
匚推论:任高一个力与其他力的合力一 定大小,方向
如图甲所示,小球静止不动,如图乙所示,物块做匀速运动.
小球:F 合=0, Fns%8=F 推,Fncos 0 = mg.
物块:Fx = Fi—F/=0, Fy=F2+F^—mg=0.
【生活情境】
.如下图为一滑梯的实物图,为保证小朋友的平安,在水平地面铺设平安地垫.水 平段与斜面段平滑连接.某小朋友从滑梯顶端由静止开始滑下,经斜面底端后水平滑行一段 距离,停在水平地垫上.
力,那么支持力的大小等于两个木模重力大小之和,结合牛顿第三定律得水平面所受压力为 F2=2mg;以上面的木模为研究对象,受力分析可知,其受重力、左侧两段细线向下的拉力、 右侧短线〃向上的拉力,那么由力的平衡条件得/i=mg+2Fr,即/,故B正确,ACD错 误.
答案:B
例2解析:
对小滑块受力分析,如下图,由题意可知,推力尸与凹槽对滑块的支持力尺始终垂 直,即a+4始终为90。,在小滑块由A点向8点缓慢移动的过程中,a减小,夕增大,而产 =mg cos a. F^=mg sin a,可知推力尸一直增大,凹槽对滑块的支持力/n一直减小,A、 B错误;对小滑块和凹槽整体根据平衡条件可得,墙面对凹槽的压力大小FNi=Fcosa=1/g sin 2a,水平地面对凹槽的支持力方卜2=蛇+〃吆-bsin a,在小滑块由A点向3点缓慢移动 的过程中,a由3逐渐减小到零,根据数学知识可知墙面对凹槽的压力先增大后减小,水平 地面对凹槽的支持力一直减小,C正确,D错误.
答案:C
例3解析:小球受重力、平板A尸弹力Q和平板B尸弹力将B与F2合成为尸= mg,如图:
小球一直处于平衡状态,三个力中的任意两个力的合力与第三个力等值、反向、共线, 故8和F2的合力厂一定与重力等值、反向、共线.从图中可以看出,当平板8尸逆时针缓 慢地转向竖直位置的过程中,Q越来越大,出先变小,后变大;当3尸沿水平方向时,BP 板受到的压力不是最大,选项A错误;当沿竖直方向时,AP板受到的压力最大,选项 B正确;当与AP垂直时,8P板受到的压力最小,选项C错误;当板水平时,AP 板受到的压力为零,最小,选项D错误.
答案:B
6.解析:小球受重力、绳的拉力和支架提供的支持力,由于平衡,三个力可以构成矢
量三角形,如下图.根据平衡条件,该矢量三角形与几何三角形POC相似,故白=?= r U L K
解得为=^G,F2=^G,当尸点下移时,尸。减小,L、R不变,故为增大,B增大,A
正确.
答案:A
例4解析:方法一(三角函数求解):
物体受力如下图,由平衡条件得,水平方向bcos。-Ff=O,竖直方向有FN-(mg+F
sin 9) = 0,又F『Fn,联立可得一= 产他一?可见,当。减小时,尸一直减小,故B正确. cos 0-|isin 0
方法二(作图法求解):如下图,支持力与滑动摩擦力的合力方向与竖直方向夹角为
Fn r知,推力尸一直减小,B
Fn r
知,推力尸一直减小,B正确.
答案:B
7.解析:
如下图对结点受力分析,由边角关系可知OA绳中的拉力最大,由平衡条件得歹4=歹
=鸟,只要04不被拉断,那么三根轻绳都不被拉断,那么尸a《300N,解得丘W150N,选项 sin 0
B正确.
答案:B
8.解析:对小球进行受力分析,当拉力/方向垂直于绳子时,拉力尸最小,作出力的 矢量三角形如下图:
所以绳子拉力Ft=S?cos 30。=*g,拉力尸=〃zg sin 30。=如?,故A、C错误;对物 块进行受力分析,如下图:
根据力的平衡条件:F\+f=2mg sin 60°, Ft=Ft,解得了=当咐 方向沿斜面向上, 故B错误;把两个物体和斜面看成是一个整体,对整体受力分析,根据平衡条件,在水平 方向,产在水平方向的分量等于地面对斜面的摩擦力,即尸产cos 30。=巧刃g,方向水平向 左,故D正确.
答案:D
(1)对小朋友受力分析时,只能画小朋友受到的力,滑梯受到的力不能画在小朋友 上.()
(2)对小朋友进行受力分析时不用区分外力与内
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