上科版高一上2-d共点力的平衡1

上科版高一上2-d共点力的平衡1内容摘要：

(1)A、 B一起向右匀速运动 ， 系统合力为零 ． (2)A与杆间的摩擦力为滑动摩擦力 ． (3)风对 B球的风力始终沿水平方向 ． [尝试解答 ] 先取 A、 B整体为研究对象受力分析如图甲所示 ， 由平衡条件得： FAN＝ (mA＋ mB)g， FfA＝ F， 可知杆对 A的支持力与风力 F无关 ， C正确； 隔离小球 B 受力分析如图乙所示，可求得： FT＝mBgc os θ， F 越大， θ 越大， 故 FT也越大， A 错误； 而 F ＝ mBg t an θ ， B 错误； 由 F ＝ FfA＝ μFAN，可求得 μ ＝mBt an θmA＋ mB， 故 D 错误． [ 答案 ] C 解答问题时，决不能把整体法和隔离法对立起来，而应该把两种方法结合起来，从具体问题的实际情况出发，灵活选取研究对象，恰当选择用隔离法和整体法． (2020高考山东卷 )如右图所示，两相同轻质硬杆 OO1，OO2可绕其两端垂直纸面的水平轴 O， O1， O2转动，在 O点悬挂一重物 M，将两相同木块 m紧压在竖直挡板上，此时整个系统保持静止． Ff表示木块与挡板间摩擦力的大小， FN表示木块与挡板间正压力的大小．若挡板间的距离稍许增大后，系统仍静止且 O1， O2始终等高，则 ( ) A． Ff变小 B． Ff不变 C． FN变小 D． FN变大 [解析 ] 选三个物体整体为研究对象 ， 在竖直方向受力：总重力和两挡板对两木块向上的摩擦力 Ff， 根据平衡条件 G＝2Ff， 所以 Ff不变 ， B正确；以 O点为研究对象 ， 设两杆对 O点的作用力 F与水平方向的夹角为 θ， 如右图所示 ， 则 2Fsinθ＝mg， 当两挡板的距离增大后 ， θ减小 ， 所以 F增大 ． 木块对挡板的正压力 FN＝ Fcosθ， 所以 FN增大 ， D正确 ． [ 答案 ] BD 正确选取研究对象．若研究问题中存在多个物体，本着“ 先整体后隔离 ” 的原则． 二 、 物理思维方法：假设推理法 在共点力平衡问题中 ， 若所研究的物体或关联物体的状态 、 受力关系不能确定或题中的物理现象 、 过程存在多种可能的情况时常用假设法求解 ， 即假设其达到某一状态或受某力作用 ， 然后利用平衡条件 、 正交分解等方法进行判定 ． ( 14 分 ) ( 2020 高考课标全国 ) 拖把是由拖杆和拖把头构成的擦地工具 ( 如右图 ) ．设拖把头的质量为 m ，拖杆质量可忽略；拖把头与地板之间的动摩擦因数为常数 μ ，重力加速度为 g .某同学用该拖把在水平地板上拖地时，沿拖杆方向推拖把，拖杆与竖直方向的夹角为 θ . (1)若拖把头在地板上匀速移动 ， 求推拖把的力的大小 ． (2)设能使该拖把在地板上从静止刚好开始运动的水平推力与此时地板对拖把的正压力的比值为 θ0， 若 θ≤ θ0， 则不管沿拖杆方向的推力多大 ， 都不可能使拖把从静止开始运动 ． 求这一临界角的正切 tanθ0. [思路启迪 ] 本题的难点在第 (2)问，审题时一是要注意分解题设物理过程，二是要根据不同的物理过程建立不同的物理情境．第 (2)问中的第一句话 “ 设能使该拖把在地板上从静止刚好开始运动的水平推力与此时地板对拖把的正压力的比值为 λ” ，是一个独立的物理过程，所给物理情境是能使拖把在地板上从静止开始运动， “ 能使 ” 表达的是临界状态，结合 “ 能使 ” 二字，则可将 λN理解为拖把所受最大静摩擦力，这就是这句话的本意． [解题样板 ] (1)设该同学沿拖杆方向用大小为 F的力推拖把 ． 将推拖把的力沿竖直和水平方向分解 ， 根据平衡条件有 ________＋ mg＝ N ① (2分 ) ________＝ f ② (2分 ) 式中 N和 f分别为地板对拖把的正压力和摩擦力 ． 则有 f＝ μN ③ (1分 ) 联立 ①②③ 式得 F＝ ________ ④ (1分 ) (2)若不管沿拖杆方向用多大的力都不能使拖把从静止开始运动 ， 应有 ________≤ λN ⑤ (2分 ) 这时 ， ① 式仍满足 ． 联立 ①⑤ 式得 sinθ－ λcosθ≤ λ ⑥ (1分 ) 现考察使上式成立的 θ角的取值范围 ． 注意到上式右边总是大于零 ， 且当 F无限大时极限为零 ， 有 sinθ－ λcosθ≤ ________ ⑦ (2分 ) 使上式成立的 θ角满足 θ________， 这里 θ0是题中所定义的临界角 ， 即当 θ________时 ， 不管。