粤教版必修一35共点力的平衡条件03内容摘要:
应用 典例 3 如图 1 所示, 一个重为 G 的匀 质球放在光滑斜面上,斜面倾角 为 α ,在斜面上有一光滑的不计厚 度的木板挡住球,使之处于静止 状态.今使板与斜面的夹角 β 缓慢增大,问:在此过程中,斜面和挡板对球的压力 N1和 N2大小如何变化。 图 1 解析 取球为研究对象,球受 重 力 G 、 斜面支持力 N挡板支持力 N2. 因为 球始终处于平衡状态,故三个力的合 力始终为零,三个力构成封闭的三角 形.挡板逆时针转动时, N2的方向也逆时针转动, N1的方向不变,作出如图所示的动态矢量三角形 . 由图可知, N2先减小后增大, N1随 β 增大而始终减小. 答案 N1减小, N2先减小后增大 针对练习 3 沿光滑的墙壁用网兜把一个足 球挂在 A 点 ( 如图 2) ,足球的质量为 m , 网兜的质量不计,足球与墙壁的接触点 为 B ,悬绳与墙壁的夹角为 a ,求悬绳 对球的拉力和墙壁对球的支持力. 图 2 答案 拉力为 mgc os α ,支持力为 mg ta n α 四、正交分解法的应用 典例 4 如图 3 所示, 用绳 AC 和 BC 吊起一重物,绳与竖直方向夹角分 别为 30176。 和 60176。 , AC 绳能承受的最大 的拉力为 150 N ,而 BC 绳能承受 的最大的拉力为 100 N ,求物体最大 重 力不能超过多少。 图 3 解析 以重物为研究对象,重物受力如右图所示,重物静止,加速度为零.由平衡条件得 T AC sin 30176。 - T BC sin 60176。 = 0 ① T AC c os 30176。 + T BC c os 60176。 - G = 0 ② 由式 ① 可知 T AC = 3 T BC 当 T BC =100 N 时, T AC =17 3 N , AC 将断. 而当 T AC =150 N 时, T BC = 10 0 N 将 T AC = 150 N , T BC = 8 N 代入式 ② 解得 G = N 所以重物的最大 重 力不能超过 N . 答案 N 针对练习 4 如图 4 所示, 将质量为 m 的物体置于固定的光滑斜面上,斜面的倾角为 θ ,水平恒力 F。粤教版必修一35共点力的平衡条件03
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受力分析 v=0 N F f G 水平地面上匀速运动的物体 v 共点力的平衡 物体如果受到 共点力 的作用且处于平衡状态 ,就叫做共点力的平衡。 G N F f v=0 N F f G v 这就叫共点力的平衡 共点力的平衡条件 • 什么叫共点力的平衡条件 ? 为了使物体保持平衡状态,作用在物体上的力所必须满足的条件。 叫做共点力的平衡条件。 回顾 :二力平衡的条件。 大小相等,方向相反
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根据平衡条件布列方程 ⑤ 解方程 (组 ), 必要时验证结论。 0F 0 0 yxFF 此方法是力学解题中应用最普遍的方法 , 应注意学习。 ⑴ 共点力作用下物体的平衡条件是: F合 = 0; ⑵ 在建立直角坐标系时 , 要考虑尽量减少力的分解。 正交分解法把矢量运算转化成标量运算,极大的降低了数学应用的难度。 正交分解法 OA、 OB、 OC能承受的最大拉力相同
,8N,15N 小练习 2 • 2.(教与学 ) 共点的三个力 F1,F2,F3的合力为零,这三个力的可能值是: • ,4N,5N ,4N,8N • ,6N,4N ,8N,15N 参看三力合成 关键字:合力为零 即三力大小能构成三角形者合力可能为零 √ √ A、 C 例题 例 1:物体受到两个力 F F2的作用, F1= 30N,方向水平向左; F2=40N,方向竖直向下。 求这两个力的合力 F
[] C.μ (Fsinθ - mg) D. μ(mg - Fsinθ) 12.如图〈 1〉所示,三个 大小均为 50N的力恰能竖直提起重 130N的 物体,其中 F2竖直向上, 则 F F3和 F2的夹角应为:( ) A. 30176。 B. 37176。 C. 53176。 D. 60176。 13.用与竖直方向成θ角的倾斜轻绳 a和水平轻绳 b共同固定一个小球,这时绳