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易错点02不会分析力的突变与共点力平衡问题
目录
01易错陷阱
易错点一、对摩擦力的方向及突变性认识不足
易错点二、对弹力的产生与瞬时加速度分析
易错点三、混淆“死结”和“活结”和“轻杆、轻绳”连接体
易错点四、不会分析求解共点力的平衡
02易错知识点
知识点一、斜面上物体静摩擦力突变
知识点二、斜面体静摩擦力有无
知识点三、连接体的静态平衡分析
知识点四、共点力的平衡分析过程
知识点五、解决动态平衡问题的思路与方法
03举一反三——易错题型
题型一:弹力突变问题
题型二:摩擦力突变问题
题型三:一恒两向变(一力不变,两力方向都变)——相似三角形
题型四:一恒一向定(一力不变,一力方向不变)——有时有最小值
题型五:一恒一大小定(一力不变,一力的大小不变)——通常画圆
题型六:一恒两向夹角定(一力不变,另两力力的方向夹角不变)——可构造圆辅助分析
题型七:一恒两大小定(一个力大小方向不变,另两个力大小总相等)
04易错题通关
易错点一、对摩擦力的方向及突变性认识不足
1.在分析摩擦力的方向时,一定要注意摩擦力方向的可变性,尤其是在分析静摩擦力的时候,二者共速(转折点)的时刻往往是摩擦力方向发生突变的关键时刻。
2.摩擦力的的突变问题
“静静”
突变
物体在静摩擦力和其他力的作用下处于相对静止状态,当作用在物体上的其他力的合力发生变化时,如果物体仍然保持相对静止状态,则物体受到的静摩擦力将发生突变
“动静”
突变
在滑动摩擦力和其他力作用下,物体突然停止相对滑动时,物体将不受滑动摩擦力作用,或滑动摩擦力“突变”成静摩擦力
“静动”
突变
物体在静摩擦力和其他力作用下处于相对静止状态,当其他力变化时,如果物体不再保持相对静止状态,则物体受到的静摩擦力将“突变”成滑动摩擦力
“动动”
突变
物体受到滑动摩擦力和其他力的共同作用,当两物体间的压力发生变化时,滑动摩擦力的大小随之而变;或者两物体达到共同速度时相对滑动方向发生变化,滑动摩擦力的方向也会随之而变
易错点二、对弹力的产生与瞬时加速度分析
1.绳产生的拉力、物体产生的支持力、杆产生的支持力或拉力本质都是因形变而产生弹力。
2.加速度可发生突变,速度的变化需要一个过程的积累,不会发生突变。
3.处理加速度突变的理论依据是牛顿第二定律。
根据牛顿第二定律,F=ma,加速度a与物体受到的合力F对应同一时刻,即a为某时刻的加速度时,F为该时刻物体所受的合力;加速度与合力具有瞬时对应关系,二者总是同时产生、同时变化、同时消失。
易错点三、混淆“死结”和“活结”和“轻杆、轻绳”连接体
1.“死结”模型与“活结”模型
模型
模型示例
模型解读
“死结”模型
“死结”可理解为把绳子分成两段,且不可以沿绳子移动的结点。“死结”两侧的绳因结而变成了两根独立的绳,因此由“死结”分开的两段绳子上的弹力不一定相等
“活结“模型
“活结可理解为把绳子分成两段,且可以沿绳子移动的结点。活结一般是由绳跨过滑轮或者绳上挂一光滑挂钩而形成的。绳子虽然因“活结而弯曲,但实际上是同一根绳,所以由活结”分开的两段绳子上弹力的大小一定相等,两段绳子合力的方向一定沿这两段绳子夹角的平分线
2.“动杆”模型与“定杆”模型
模型
模型示例
模型解读
“动杆”模型
对于一端有转轴或有铰链的轻杆,其提供的弹力方向一定是沿着轻杆的方向
“定杆“模型
端固定的轻杆(如一端插入”墙壁或固定于地面),其提供的弹力不一定沿着轻杆的方向,力的方向只能根据具体情况进
行分析,如根据平衡条件或牛顿第二定律确定杆中弹力的大小和方向
易错点四、不会分析求解共点力的平衡
1.平衡状态
(1)物体处于静止或匀速直线运动的状态.
(2)对“平衡状态”的理解
不管是静止还是匀速直线运动,速度保持不变,所以Δv=0,a=eq\f(Δv,Δt),对应加速度为零,速度为零不代表a=0.
例如,竖直上抛的物体运动到最高点时,这一瞬间速度为零,但这一状态不可能保持,因而上抛物体在最高点不能称为静止,即速度为零不等同于静止.
2.共点力平衡的条件
(1)共点力平衡的条件是合力为0.
(2)表示为:F合=0;或将各力分解到x轴和y轴上,满足Fx合=0,且Fy合=0.
①二力平衡:若物体在两个力作用下处于平衡状态,则这两个力一定等大、反向、共线.
②三力平衡:若物体在三个共点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等大、反向、共线.
③多力平衡:若物体在多个共点力作用下处于平衡状态,则其中任意一个力与其余所有力的合力等大、反向、共线.
(3)当物体受三个力平衡,将表示这三个力的有向线段依次首尾相连,则会构成一个矢量三角形,表示合力为0.
知识点一、斜面上物体静摩擦力突变
【模型构建】如图所示,一个质量为m的物体静止在倾角为θ的斜面上。
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