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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流高中物理力学中常见的三种力.精品文档. 力、力学中常见的三种力基础知识 一、力1、定义：力是物体对物体的作用说明：定义中的物体是指施力物体和受力物体，定义中的作用是指作用力与反作用力。2、力的性质力的物质性：力不能离开物体单独存在。力的相互性：力的作用是相互的。力的矢量性：力是矢量，既有大小也有方向。力的独立性：一个力作用于物体上产生的效果与这个物体是否同时受其它力作用无关。3、力的分类按性质分类：重力、弹力、摩擦力、分子力、电磁力、核力等按效果分类：拉力、压力、支持力、动力、阻力、向心力、回复力等按研究对象分类：内力和外力。按作用方式分类：
2、重力、电场力、磁场力等为场力，即非接触力，弹力、摩擦力为接触力。说明：性质不同的力可能有相同的效果，效果不同的力也可能是性质相同的。4、力的作用效果：是使物体发生形变或改变物体的运动状态5、力的三要素是：大小、方向、作用点6、力的图示：用一根带箭头的线段表示力的三要素的方法。7、力的单位：是牛顿，使质量为1千克的物体产生1米秒2加速度力的大小为 1牛顿二、重力1、产生：由于地球对物体的吸引而使物体受到的力叫重力说明：重力是由于地球的吸引而产生的力，但它并不就等于地球时物体的引力重力是地球对物体的万有引力的一个分力，另一个分力提供物体随地球旋转所需的向心力。由于物体随地球自转所需向心力很小，所以
3、计算时一般可近似地认为物体重力的大小等于地球对物体的引力。2、大小：Gmg （说明：物体的重力的大小与物体的运动状态及所处的状态都无关）3、方向：竖直向下（说明：不可理解为跟支承面垂直）4、作用点：物体的重心5、重心：重心是物体各部分所受重力合力的作用点说明：（l）重心可以不在物体上物体的重心与物体的形状和质量分布都有关系。重心是一个等效的概念。 （2）有规则几何形状、质量均匀的物体，其重心在它的几何中心质量分布不均匀的物体，其重心随物体的形状和质量分布的不同而不同。 （3）薄物体的重心可用悬挂法求得三、弹力1、定义：直接接触的物体间由于发生弹性形变而产生的力2、产生条件：直接接触，有弹性形变
4、。3、方向：弹力的方向与施力物体的形变方向相反，作用在迫使物体发生形变的物体上。说明：压力、支持力的方向总是垂直于接触面（若是曲面则垂直过接触点的切面）指向被压或被支持的物体。绳的拉力方向总是沿绳指向绳收缩的方向。杆一端受的弹力方向不一定沿杆的方向。4、大小：弹簧在弹性限度内，遵从胡克定律力F=kX。一根张紧的轻绳上的张力大小处处相等。非弹簧类的弹力是形变量越大，弹力越大，一般应根据物体的运动状态，利用平衡条件或牛顿定律来计算。四、摩擦力1、定义：当一个物体在另一个物体的表面上相对运动或有相对运动的趋势时，受到的阻碍相对运动或相对运动趋势的力，叫摩擦力，可分为静摩擦力和动摩擦力。2、产生条件：
5、接触面粗糙；相互接触的物体间有弹力；接触面间有相对运动或相对运动趋势。说明：三个条件缺一不可，特别要注意“相对”的理解3、摩擦力的方向：静摩擦力的方向总跟接触面相切，并与相对运动趋势方向相反。动摩擦力的方向总跟接触面相切，并与相对运动方向相反。4、摩擦力的大小：静摩擦力的大小与相对运动趋势的强弱有关，趋势越强，静摩擦力越大，但不能超过最大静摩擦力，即0ffm ，具体大小可由物体的运动状态结合动力学规律求解。 滑动摩擦力的大小fN 。说明：滑动摩擦力的大小与接触面的大小、物体运动的速度和加速度无关，只由动摩擦因数和正压力两个因素决定，而动摩擦因数由两接触面材料的性质和粗糙程度有关规律方法 1、对
6、重力的正确认识重力实际上是物体与地球间的万有引力的一部分（另一部分为物体绕地球旋转所需要的向心力）重力是非接触力。非特别说明，凡地球上的物体均受到重力。重力的大小： Gmg ，g为当地的重力加速度 g9.8m/s2，且随纬度和离地面的高度而变。（赤道上最小，两极最大；离地面越高，g越小。在地球表面近似有：【例1】关于重力的说法正确的是（）A物体重力的大小与物体的运动状态有关，当物体处于超重状态时重力大，当物体处于失重状态时，物体的重力小。B重力的方向跟支承面垂直 C重力的作用点是物体的重心D重力的方向是垂直向下【例2】下面关于重力、重心的说法中正确的是（ ）A风筝升空后，越升越高，其重心也升高
7、B质量分布均匀、形状规则的物体的重心一定在物体上C舞蹈演员在做各种优美动作的时，其重心位置不断变化D重力的方向总是垂直于地面【例3】一人站在体重计上称体重，保持立正姿势称得体重为G，当其缓慢地把一条腿平直伸出台面，体重计指针稳定后读数为G/，则（ ） AGG/ BGG/ C、GG/ D无法判定2、弹力方向的判断方法（1）根据物体的形变方向判断：弹力方向与物体形变方向相反，作用在迫使这个物体形变的那个物体上。弹簧两端的弹力方向是与弹簧中心轴线相重合，指向弹簧恢复原状方向；轻绳的弹力方向沿绳收缩的方向，离开受力物体；面与面，点与面接触时，弹力方向垂直于面（若是曲面则垂直于切面），且指向受力物体球面
8、与球面的弹力沿半径方向，且指向受力物体轻杆的弹力可沿杆的方向，也可不沿杆的方向。（2）根据物体的运动情况。利用平行条件或动力学规律判断【例4】如图所示中的球和棒均光滑，试分析它们受到的弹力。P1说明：分析弹力：找接触面（或接触点）判断是否有挤压（假设法）判断弹力的方向【例5】如图所示，小车上固定着一根弯成角的轻杆，杆的另一端固定一个质量为m的小球，试分析下列情况下杆对球的弹力的大小和方向：小车静止；小车以加速度a水平向右加速运动.小车以加速度a水平向左加速运动？3、弹簧弹力的计算与应用【例6】如图，两木块的的质量分别是m1和 m2，两轻弹簧的劲度系数分别为k1和k2，上面的木块压上面的弹簧上，
9、整个系处于平衡状态，现缓慢向上提上面的木块直到它刚离开上面的弹簧，在这个过程中，下面的木块移动的距离为：（ ）4、摩擦力方向的判断与应用【例7】如图所示，小车的质量为M人的质量为m，人用恒力 F拉绳，若人和车保持相对静止不计绳和滑轮质量、车与地面的摩擦，则车对人的摩擦力可能是（ ）A、0 ；B、F，方向向右；C、F，方向向左；DF，方向向右解析：由于车与人相对静止，则两者加速度相同，即a=2F/（M+m），若车对人的摩擦力向右，人对车的摩擦力向左，则对人：F-f=ma，对车：F+f=Ma，必须Mm。则D正确；若车对人的摩擦力向左，人对车的摩擦力向右，则对人：F+f=ma，对车：F-f=Ma，必
10、须Mm。则C正确；说明：摩擦力的方向的判定：“摩擦力的方向与物体相对运动或相对运动趋势的方向相反”是判定摩擦力方向的依据，步骤为：选研究对象（即受摩擦力作用的物体）；选跟研究对象接触的物体为参照物。找出研究对象相对参照物的速度方向或运动趋势方向摩擦力的方向与相对速度或相对运动趋势的方向相反（假设法判断同样是十分有效的方法）5、摩擦力大小的计算与应用【例8】如图所示，水平面上两物体 ml、m2经一细绳相连，在水平力F的作用下处于静止状态，则连结两物体绳中的张力可能为（ ） A零；BF/2； CF；D大于F 点评：要正确解答该题，必须对静摩擦力，最大静摩擦力有深刻正确的理解【例9】如图所示，传送带
11、与水平面的夹角为370并以10m/s的速度匀速运动着，在传送带的A端轻轻放一小物体，若已知物体与传送带间的动摩擦因数为=0.5，AB间距离S=16m，则小物体从A端运动到B端所需的时间为：（1）传送带顺时针方向转动？（2）传送带逆时针方向转动？A、2.8s；B、2.0s；C、2.1s；D、4.0s；第2课散 力的合成与分解基础知识一合力与分力1、一个力如果它产生的效果跟几个力共同作用所产生的效果相同，这个力就叫做那几个力的合力，那几个力就叫做这个力的分力2、合力与它的分力是力的效果上的一种等效替代关系。二力的合成与分解1、求几个力的合力叫力的合成，求一个力的分力叫力的分解2、运算法则：（1）平
12、行四边形法则：求两个互成角度的共点力F1，F2的合力，可以把F1，F2的线段作为邻边作平行四边形，它的对角线即表示合力的大小和方向；（2）三角形法则：求两个互成角度的共点力F1，F2的合力，可以把F1，F2首尾相接地画出来，把F1，F2的另外两端连接起来，则此连线就表示合力F的大小和方向；（3）共点的两个力F1，F2的合力F的大小，与它们的夹角有关，越大，合力越小；越小，合力越大，合力可能比分力大，也可能比分力小，F1与F2同向时合力最大，F1与F2反向时合力最小，合力大小的取值范围是 | F1F2|F（F1F2）（4）三个力或三个以上的力的合力范围在一定的条件下可以是：0F| F1+F2Fn
13、|三力的分解计算力的分解是力的合成的逆运算，同样遵守平行四边形法则，两个分力的合力是唯一确定的，而一个已知力可以分解为大小、方向不同的分力，即一个力的两个分力不是唯一的，要确定一个力的两个分力，应根据具体条件进行。1、 按力产生的效果进行分解2、 按问题的需要进行分解具体问题的条件有：已确定两个分力的大小，可求得分力的方向。已确定两个分力的方向，可求得分力的大小。已确定一个分力的大小和方向，可求得另上个分力的大小和方向。已确定一个分力的大小和另一个分力的方向，可求得一个分力的大小和另一个分力的方向。四、正交分解法物体受到多个力作用时求其合力，可将各个力沿两个相互垂直的方向直行正交分解，然后再分
14、别沿这两个方向求出合力，正交分解法是处理多个力作用用问题的基本方法，步骤为：正确选择直角坐标系，一般选共点力的作用点为原点，水平方向或物体运动的加速度方向为X轴，使尽量多的力在坐标轴上。正交分解各力，即分别将各力投影在坐标轴上，分别求出坐标轴上各力投影的合力。Fx=F1xF2xFnx Fy=F1yF2yFny共点力合力的大小为F=，合力方向与X轴夹角规律方法1、基本规律与方法的应用【例1】两个力的合力与这两个力的关系，下列说法中正确的是：（ CD ）A、 合力比这两个力都大B、 合力至少比两个力中较小的力大C、 合力可能比这两个力都小D、 合力可能比这两个力都大【例2】施用一动滑轮将一物体提起
15、来，不计滑轮与绳的质量及其间的摩擦力，则（BCD） A总可以省力一半； B最大省力一半； C拉力可能大于被提物体的重量； D拉力可能等于被提物体的重量； 【例3】 A的质量是m，A、B始终相对静止，共同沿水平面向右运动。当a1=0时和a2=0.75g时，B对A的作用力FB各多大？ 2、 用图象法求合力与分力【例4】设有五个力同时作用在质点P，它们的大小和方向相当于正六边形的两条边和三条对角线，如图所示，这五个力中的最小力的大小为F，则这五个力的合力等于（）A、3F B、4F C、5F D、6F 3、用三角形法则分析力的动态变化【例5】如图所示，将一个重物用两根等长的细绳OA、OB悬挂在半圆形的
16、架子上，在保持重物位置不动的前提下，B点固定不动，悬点A由位置C向位置D移动，直至水平，在这个过程中，两绳的拉力如何变化？【例6】如图所示，质量为m的球放在倾角为的光滑斜面上，试分析挡板AO与斜面间的倾角多大时，AO所受压力最小？4、正交分解和等效替代【例7】如图224（a）所示，A、B质量分别为mA和mB，叠放在倾角为的斜面上以相同的速度匀速下滑，则（ ） （A）AB间无摩擦力作用 （B）B受到的滑动摩擦力大小为（mAmB）gsin （C）B受到的静摩擦力大小为mAgsin （D）取下A物体后，B物体仍能匀速下滑【例8】某压榨机的结构示意图如图,其中B为固定铰链,若在A处作用于壁的力F,则由
17、于力F的作用，使滑块C压紧物块D，设C与D光滑接触，杆的重力不计，求物体D受到的压力大小是F的几倍？（滑块重力不计）第3课 物体的受力分析（隔离法与整体法）基础知识一、物体受力分析方法把指定的研究对象在特定的物理情景中所受到的所有外力找出来，并画出受力图，就是受力分析。对物体进行正确地受力分析，是解决好力学问题的关键。1、受力分析的顺序：先找重力，再找接触力（弹力、摩擦力），最后分析其它力（场力、浮力等）2、受力分析的几个步骤灵活选择研究对象：也就是说根据解题的目的，从体系中隔离出所要研究的某一个物体，或从物体中隔离出某一部分作为单独的研究对象，对它进行受力分析 所选择的研究对象要与周围环境联
18、系密切并且已知量尽量多；对于较复杂问题，由于物体系各部分相互制约，有时要同时隔离几个研究对象才能解决问题究竟怎样选择研究对象要依题意灵活处理对研究对象周围环境进行分析：除了重力外查看哪些物体与研究对象直接接触，对它有力的作用凡是直接接触的环境都不能漏掉分析，而不直接接触的环境千万不要考虑进来然后按照重力、弹力、摩擦力的顺序进行力的分析，根据各种力的产生条件和所满足的物理规律，确定它们的存在或大小、方向、作用点审查研究对象的运动状态：是平衡态还是加速状态等等，根据它所处的状态有时可以确定某些力是否存在或对某些力的方向作出判断根据上述分析，画出研究对象的受力分析图；把各力的方向、作用点（线）准确地
19、表示出来3、受力分析的三个判断依据：从力的概念判断，寻找施力物体；从力的性质判断，寻找产生原因；从力的效果判断，寻找是否产生形变或改变运动状态。二、隔离法与整体法1、整体法：以几个物体构成的整个系统为研究对象进行求解的方法。在许多问题中可以用整体法比较方便，但整体法不能求解系统的内力。2、隔离法：把系统分成若干部分并隔离开来，分别以每一部分为研究对象进行受力分根据地，分别列出方程，再联立求解的方法。3、通常在分析外力对系统作用时，用整体法；在分析系统内各物体之间的相互作用时，用隔离法。有时在解答一个问题时要多次选取研究对象，需要整体法与隔离法交叉使用规律方法1、 物体的受力分析【例1】以下四种
20、情况中，物体处于平衡状态的有（ ） A、竖直上抛物体达最高点时 B、做匀速圆周运动的物体 C、单摆摆球通过平衡位置时D、弹簧振子通过平衡位置时【例2】如图所示，小车M在恒力作用下，沿水平地面做直线运动，由此可以判断（） A、若地面光滑，则小车一定受三个力作用 B.若地面粗糙，则小车可能受三个力作用 C若小车做匀速运动，则小车一定受四个力作用 D.若小车加速运动，则小车可能受三个力作用2、 物体受力分析常用的方法及注意点（1） 隔离法与整体法将研究对象与周围物体分隔或将相对位置不变的物体系作为一个整体来分析。（2） 假设法在未知某力是否存在时，可先对其作出存在或不存在的假设，然后再就该力存在与不
21、存在对物体运动状态是否产生影响来判断该力是否存在。（3） 注意要点 研究对象的受力图，通常只画出根据性质命名的力，不要把按效果分解的分力或合力分析进去，受力图完成后再进行力的合成或分解。 区分内力和外力，对几个物体的整体进行受力分析时，这几个物体间的作用力为内力，不能在受力图中出现，当把某一物体单独隔离分析时，原来的内力变成了外力，要画在受力图上。 在难以确定物体的某些受力情况时，可先根据（或确定）物体的运动状态，再运用平衡条件或牛顿定律判定未知力。【例3】如图119所示，A、B两物体排放在水平面上，在水平力F的作用下处于静止状态在以下情况中对B进行受力分析，（1）B与水平面间无摩擦（2）B与
22、水平面间及B、A之间都存在摩擦3、优先考虑整体法mgFNOABPQ【例4】有一个直角支架AOB，AO水平放置,表面粗糙, OB竖直向下,表面光滑。AO上套有小环P，OB上套有小环Q，两环质量均为m，两环由一根质量可忽略、不可伸长的细绳相连，并在某一位置平衡（如图所示）。现将P环向左移一小段距离，两环再次达到平衡，那么将移动后的平衡状态和原来的平衡状态比较，AO杆对P环的支持力FN和摩擦力f的变化情况是A.FN不变，f变大 B.FN不变，f变小 C.FN变大，f变大 D.FN变大，f变小【例5】如图，有一箱装得很满的土豆，以一定的初速度在动摩擦因数为的水平地面上做匀减速运动，不计其他外力及空气阻
23、力，则中间一质量为m的土豆A受到其他土豆对它的作用力大小应是 （ ）A. mg B. mg C. D. 4、整体法与隔离法的交替使用【例6】如图所示，有一重力为G的圆柱体放置在水平桌面上，用一夹角为60、两夹边完全相同的人字夹水平将其夹住（夹角仍不变），圆柱体始终静止。试问：（1）若人字夹内侧光滑，其任一侧与圆柱体间的弹力大小也等于G，则圆柱体与桌面间的摩擦力的大小为多少？答：G（2）若人字夹内侧粗糙，其任一侧与圆柱体间的弹力大小仍等于G，欲使圆柱体对桌面的压力为零，则整个人字夹对圆柱体摩擦力的大小为多少？方向如何？答：G，方向斜向上【例7】如图所示，倾角为的斜面A固定在水平面上。木块B、C的
24、质量分别为M、m，始终保持相对静止，共同沿斜面下滑。B的上表面保持水平，A、B间的动摩擦因数为。当B、C共同匀速下滑；当B、C共同加速下滑时，分别求B、C所受的各力。 第4课 共点力作用下的物体的平衡基础知识一共点力 物体同时受几个力的作用，如果这几个力都作用于物体的同一点或者它们的作用线交于同一点，这几个力叫共点力二、平衡状态物体保持静止或匀速运动状态（或有固定转轴的物体匀速转动）说明：这里的静止需要二个条件，一是物体受到的合外力为零，二是物体的速度为零，仅速度为零时物体不一定处于静止状态，如物体做竖直上抛运动达到最高点时刻，物体速度为零，但物体不是处于静止状态，因为物体受到的合外力不为零三
25、、共点力作用下物体的平衡条件物体受到的合外力为零即F合=0说明；三力汇交原理：当物体受到三个非平行的共点力作用而平衡时，这三个力必交于一点； 物体受到N个共点力作用而处于平衡状态时，取出其中的一个力，则这个力必与剩下的（N-1）个力的合力等大反向。 若采用正交分解法求平衡问题，则其平衡条件为：FX合=0，FY合=0；四、平衡的临界问题由某种物理现象变化为另一种物理现象或由某种物理状态变化为另一种物理状态时，发生转折的状态叫临界状态，临界状态可以理解为“恰好出现”或“恰好不出现”某种现象的状态。平衡物体的临界状态是指物体所处的平衡状态将要发生变化的状态。往往利用“恰好出现”或“恰好不出现”的条件
26、。五、平衡的极值问题极值是指研究平衡问题中某物理量变化情况时出遭到的最大值或最小值。可分为简单极值问题和条件极值问题。规律方法1、用平衡条件解题的常用方法(1）力的三角形法 物体受同一平面内三个互不平行的力作用平衡时，这三个力的矢量箭头首尾相接，构成一个矢量三角形；反之，若三个力矢量箭头首尾相接恰好构成三角形，则这三个力的合力必为零利用三角形法，根据正弦定理、余弦定理或相似三角形等数学知识可求得未知力（2）力的合成法 物体受三个力作用而平衡时，其中任意两个力的合力必跟第三个力等大反向，可利用力的平行四边形定则，根据正弦定理、余弦定理或相似三角形等数学知识求解（3）正交分解法 将各个力分别分解到
27、X轴上和y轴上，运用两坐标轴上的合力等于零的条件，多用于三个以上共点力作用下的物体的平衡值得注意的是，对x、y方向选择时，尽可能使落在x、y轴上的力多；被分解的力尽可能是已知力，不宜分解待求力【例1】 重为G的木块与水平地面间的动摩擦因数为，一人欲用最小的作用力F使木板做匀速运动，则此最小作用力的大小和方向应如何？【例2】如图所示，质量为m的物体放在水平放置的钢板C上，物体与钢板的动摩擦因数为，由于光滑导槽AB的控制，该物体只能沿水平导槽运动，现使钢板以速度v向右运动，同时用力F沿导槽方向拉动物体使其以速度v1沿槽运动，则F的大小( ) A、等于mgB、大于mgC、小于mgD、不能确定2、动态
28、平衡问题的分析在有关物体平衡问题中，存在着大量的动态平衡问题，所谓动态平衡问题是指通过控制某些物理量，使物体的状态发生缓慢的变化，而在这个过程中物体又始终处于一系列的平衡状态解动态问题的关键是抓住不变量，依据不变的量来确定其他量的变化规律，常用的分析方法有解析法和图解法解析法的基本程序是：对研究对象的任一状态进行受力分析，建立平衡方程，求出应变物理量与自变物理量的一般函数关系式，然后根据自变量的变化情况及变化区间确定应变物理量的变化情况OARLBC图解法的基本程序是：对研究对象在状态变化过程中的若干状态进行受力分析，依据某一参量的变化（一般为某一角度），在同一图中作出物体在若干状态下的平衡力图
29、（力的平行四边形或力的三角形），再由动态的力的平行四边形或三角形的边的长度变及角度变化确某些力的大小及方向的变化情况【例】固定在水平面上光滑半球，半径为R，球心O的正上方固定一个小定滑轮，细线一端拴一小球，置于半球面的A点，另一端绕过A点，现缓慢地将小球从A点拉到B点，则此过程中，小球对半球的压力大小FN、细线的拉力大小F的变化情况是：（）A、FN变大，F不变；B、FN变小，F变大；C、FN不变，F变小；D、FN变大，F变小；O3、三力汇交原理与三角形相似法物体在共面的三个力作用下处于平衡时，若三个力不平行，则三个力必共点这就是三力汇交原理OGF1F【例4】重力为G的均质杆一端放在粗糙的水平面
30、上，另一端系在一条水平绳上，杆与水平面成角，如图所示，已知水平绳中的张力大小为F1，求地面对杆下端的作用力大小和方向？ABODTGF当物体处于平衡状态时，由力的合成分解作出平行四边形，由三角形相似可列式求解【例5】如图所示，在竖直墙上用绝缘物固定一带电体A，在其正上方的点O用长为L的绝缘丝悬挂一带电小球B，由于带电体间的相互排斥而使丝线成B角后由于漏电使B减小，问此过程中丝线对带电小球的拉力的变化情况3、 解决临界问题的方法临界问题：某种物理现象变化为另一种物理现象或物体从某种特性变化为另一种特性时，发生的转折状态为临界状态。临界状态也可理解为“恰好出现”或“恰好不出现”某种现象的状态，平衡物
31、体的临界状态是指物体所处平衡状态将要变化的状态，涉及临界状态的问题叫临界问题，解决这类问题一定要注意“恰好出现”或“恰好不出现”的条件。在研究物体的平衡时，经常遇到求物理量的取值范围问题，这样涉及到平衡问题的临界问题，解决这类问题的基本方法是假设推理法，即先假设怎样，然后再根据平衡条件及有关知识列方程求解。【例6】如图所示，一圆柱形容器上部圆筒较细，下部的圆筒较粗且足够长，容器的底是一可沿圆筒无摩擦移动的活塞S，用细绳通过测力计F将活塞提着容器中盛水开始时，水面与上圆筒的开口处在同一水平面，在提着活塞的同时使活塞缓慢地下移在这一过程中，测力计的读数（A）FdabcS A、先变小，然后保持不变
32、B、一直保持不变 C、先变大，然后变小D、先变小，然后变大4、 平衡问题中极值的求法F极值：是指研究平衡问题中某物理量变化情况时出现的最大值或最小值。中学物理的极值问题可分为简单极值问题和条件，区分的依据就是是否受附加条件限制。若受附加条件阴制，则为条件极值。TF1F2G【例7】如图所示，物体放在水平面上，与水平面间的动摩擦因数为,现施一与水平面成角且斜向下的力F推物体，问：角至少为多大时，无论F为多大均不能推动物体（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）？【例8】如图所示，A、B两个带有同种电荷的小球，质量都是m，用两根长为L的细丝线将这两球吊于O点，当把球A固定点O的正下方时，球B偏转的角度=60
33、0，求A、B两球带电总量的最小值？平衡问题的情境与处理方法第5课基础知识 一、情境 l一般平衡：物质受到若干个力而处于平衡状态已知其中一些力需求某个力，构建已知力与未知力之间的关系。 2特殊平衡 （1）动态平衡：物体受到的若干个力中某些力在不断变化，但物体的平衡状态不变这类问题一般需把握动（如角度）与不动（如重力）的因素及其影响关系 （2）临界平衡：当物体的平衡状态即将被破坏而尚未破坏时对应的平衡这类问题需把握一些特殊词语，如“恰”、“最大”、“最小”、“至多”等隐含的物理意义和条件。 二、方法 受力分析的对象有时是单个物体，有时是连接体对单个物体，如果受三个力或可简化为三个力的可以通过平行四
34、边形定则（或三角形定则）应用数学方法（如：拉密定理则、相似三角形、三角函数或方程、菱形转化为直角三角形等）来处理如果单个物体受到三个以上的力一般可利用物理方法（如正交分解）来处理对连接体问题可借助整体法和隔离法转化为单个物体来分析处理由于整体法和隔离法相互弥补（整体法不需考虑内力，但也求不出内力，可利用隔离法求内力）所以连接体问题一般既用到整体法也需用到隔离法如果已知内力一般先隔离再整体，如果内力未知一般完整体再隔离这种思想不仅适用于平衡状态下的连接体问题，也适用于有加速度的连接体问题 1数学方法： （1）拉密定理：物体受三个共点力作用而处于平衡状态时，各力的大小分别与另外两个力夹角的正弦值成
35、正比如图所示，其表达式为：= （2）相似三角形：在对力利用平行四边形（或三角形）定则运算的过程中，如果三角形与已知边长（或边长比）的几何三角形相似，则可利用相似三角形对应边成比例的性质求解 （3）函数式或方程：如图所示，有：F3。如果两个分力大小相等。则所作力的平行四边形是一个菱形，而菱形的的条对角线相互垂直，可将菱形分成四个全等的直角三角形，利用直角三角形的特殊角建立函数式。 2、物理方法（数学运算）：正交分解法可建立两个方程来求解两个未知力用它来处理平平问题的基本思路是：（1）确定研究对象进行受力分析并建立受力图；（2）建立直角坐标系让尽可能多的力落在坐标轴上；（3）按先分解（把所有力分解
36、在x轴Y轴上）再合成的思想，根据Fx=0和Fy=0列方程组求解，并进行合理化讨论此题可拓展,C处为滑轮,弹力必沿杆子方向规律方法【例1】如图所示，不计重力的细绳AB与竖直墙的夹角为600，轻杆BC与竖直墙夹角为300，杆可绕C自由转动，若细绳承受的最大拉力为200 N轻杆能承受的最大压力为300 N则在B点最多能挂多重的物体？【例5】如图所示，竖直杆CB顶端有光滑轻质滑轮，轻质杆OA自重不计，可绕O点自由转动，OAOB。当绳缓慢放下，使AOB由00逐渐增大到1800的过程中（不包括00和1800）下列说法正确的是（ ） A绳上的拉力先逐渐增大后逐渐减小 B杆上的压力先逐渐减小后逐渐增大 C绳上
37、的拉力越来越大，但不超过2G D杆上的压力大小始终等于G【例2】某物体悬浮在氢氧化钡溶液中，如图所示，现逐渐滴加与氢氧化钡溶液密度相同的稀硫酸，则物体的运动情况是 （ ） A上浮 B仍然悬浮 C下沉 D先下沉后上浮【例3】观察蚂蚁倒吊在桌子上爬行时，如图所示，突对它重重的吹一口气，它闰即被吹走了，如果吹气的强度是逐渐增大的，发现它感受到风时立即停止爬行，这时吹气加强到最大，它也不会被吹走，此外，还能观察到蚂蚁倒吊在光滑的玻璃板下面爬行，试用力学原理分析蚂蚁脚部可能有什么特殊结构？如何解释观察到的现象？【例4】如图，斜面的倾角为，物块A、B的质量分别为ml和m2，A与斜面间的动摩擦因数为，滑轮的摩擦作用不计。试问：m2与ml的大小在满足什么条件,系统处于平衡状态.【例6】质量为m的物体停放在粗糙斜面和竖直挡板之间，如图所示，求物体所受的静摩擦力f。mgFTO/4mgFAmB4mO【例7】如图所示，两个质量分别为m、4m的质点AB之间用轻杆固结，并通过长L的轻绳挂在光滑的定滑轮上，求系统平衡时OA、OB段绳长各为多少？300300450G0ACB【例8】如图所示，轻杆AB和BC组成一个固定的三角形支架，重力不计的滑轮用轻绳OB系在B点，跨过滑轮的轻绳一端系一重物G100 N，另一端在拉力FT作用下使物体匀速上升，求两根轻杆所受的力（忽略滑轮的摩擦）