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1、专题四力与物体的平衡平衡与动态变化第1页，共28页，编辑于2022年，星期三二力平衡时，二力等大、反向、共线二力平衡时，二力等大、反向、共线.物体受三个非平行力的作用而平衡时，这三个力的作物体受三个非平行力的作用而平衡时，这三个力的作用线用线(或延长线或延长线)必交于一点，且三力必共面，这三个力必交于一点，且三力必共面，这三个力构成顺向的闭合三角形构成顺向的闭合三角形.物体在几个共点力的作用下处于平衡状态时，其中物体在几个共点力的作用下处于平衡状态时，其中任意一个力必与其他力的合力等大、反向、共线任意一个力必与其他力的合力等大、反向、共线.第2页，共28页，编辑于2022年，星期三2.分析平衡
2、问题的基本步骤分析平衡问题的基本步骤(1)选定研究对象选定研究对象(整体法和隔离法整体法和隔离法).(2)确定物体是否处于平衡状态确定物体是否处于平衡状态(a0).(3)进行受力分析进行受力分析(画出准确规范的受力示意图画出准确规范的受力示意图).(4)建立平衡方程建立平衡方程(灵活运用平行四边形定则、灵活运用平行四边形定则、正交分解法、三角形定则及数学方法正交分解法、三角形定则及数学方法).第3页，共28页，编辑于2022年，星期三(1)解三角形法：该方法主要用来解决三力平衡问解三角形法：该方法主要用来解决三力平衡问题题.若力的三角形为直角三角形，则运用勾股定理及三角若力的三角形为直角三角形
3、，则运用勾股定理及三角函数求解；若力的三角形为斜三角形，则运用正弦、余函数求解；若力的三角形为斜三角形，则运用正弦、余弦定理或相似三角形的知识求解弦定理或相似三角形的知识求解.(2)正交分解法：处理四力或四力以上的平衡问题用该方法正交分解法：处理四力或四力以上的平衡问题用该方法较为方便较为方便.3.求解共点力平衡问题的常用方法求解共点力平衡问题的常用方法第4页，共28页，编辑于2022年，星期三(3)相似三角形法：通过力的三角形与几何三角形相似求未知相似三角形法：通过力的三角形与几何三角形相似求未知力力.对解斜三角形的图解法中，当物体所受的力变化时，对解斜三角形的图解法中，当物体所受的力变化时
4、，通过对几个特殊状态画出力的图示通过对几个特殊状态画出力的图示(在同一图上在同一图上)进行对进行对比分析，使得动态的问题静态化，抽象的问题形象化，使比分析，使得动态的问题静态化，抽象的问题形象化，使问题将变得易于分析处理问题将变得易于分析处理.第5页，共28页，编辑于2022年，星期三(2008全国卷全国卷)如如图图11所示，一固定斜面上有两所示，一固定斜面上有两个质量相同的小物块个质量相同的小物块A和和B紧挨着紧挨着匀速下滑，匀速下滑，A与与B的接触面光滑的接触面光滑.已已知知A与与类型一:多物体的平衡问题第6页，共28页，编辑于2022年，星期三斜面之间的动摩擦因数是斜面之间的动摩擦因数是
5、B与斜面之间的动摩擦因与斜面之间的动摩擦因数的数的2倍，斜面倾角为倍，斜面倾角为.B与斜面之间的动摩擦因与斜面之间的动摩擦因数是数是()A.tanB.cotC.tanD.cot第7页，共28页，编辑于2022年，星期三处理平衡类问题时，首先要选取研究对象，其次对物体处理平衡类问题时，首先要选取研究对象，其次对物体进行受力分析，根据平衡条件列方程求解，同时注意整体法进行受力分析，根据平衡条件列方程求解，同时注意整体法和隔离法的应用和隔离法的应用.第8页，共28页，编辑于2022年，星期三1.(2009湖南师大附中模拟湖南师大附中模拟)如图如图12所示，所示，A、B两两木块放在水平面上，它们之间用
6、细线相连，两次连木块放在水平面上，它们之间用细线相连，两次连接情况中细线倾斜方向不同但倾角一样，两木块与接情况中细线倾斜方向不同但倾角一样，两木块与水平面间的动摩擦因数相同水平面间的动摩擦因数相同.先后用水平力先后用水平力F1和和F2拉着拉着A、B一起匀速运动，则一起匀速运动，则()A.F1F2B.F1F2C.FT1FT2D.FT1FT2第9页，共28页，编辑于2022年，星期三半圆柱体半圆柱体P放在粗糙的水平地面上，其右端有一竖直放置放在粗糙的水平地面上，其右端有一竖直放置的光滑挡板的光滑挡板MN.在半圆柱体在半圆柱体P和和MN之间放有一个光滑均匀之间放有一个光滑均匀的小圆柱体的小圆柱体Q，
7、整个装置处于静止状态，如图，整个装置处于静止状态，如图13所示是这所示是这个装置的截面图个装置的截面图.现使现使MN保持竖直并且缓慢地向右平移，在保持竖直并且缓慢地向右平移，在Q滑落到地面之前，发现滑落到地面之前，发现P始终保持静止始终保持静止.则在此过程中，则在此过程中，下列说法正确的是下列说法正确的是()力的动态变化第10页，共28页，编辑于2022年，星期三A.MN对对Q的弹力逐渐减小的弹力逐渐减小B.地面对地面对P的支持力逐渐增大的支持力逐渐增大C.Q所受的合力逐渐增大所受的合力逐渐增大D.地面对地面对P的摩擦力逐渐增大的摩擦力逐渐增大第11页，共28页，编辑于2022年，星期三(1)
8、利用图解法解决动态平衡问题的基本方法是：对研利用图解法解决动态平衡问题的基本方法是：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，在同一图中作出物体在若干状态下的平衡力一参量的变化，在同一图中作出物体在若干状态下的平衡力图图(力的平行四边形力的平行四边形)，再由动态的力四边形各边长度变化及，再由动态的力四边形各边长度变化及角度变化确定力的大小及方向的变化情况角度变化确定力的大小及方向的变化情况.(2)利用图解法的关键是：把力的矢量三角形或平行四利用图解法的关键是：把力的矢量三角形或平行四边形作好，并根据题目条件的变化确
9、定图的变化趋势或其变边形作好，并根据题目条件的变化确定图的变化趋势或其变化的临界状态化的临界状态.第12页，共28页，编辑于2022年，星期三2.(2009华南师大附中模拟华南师大附中模拟)如图如图16所示是给墙壁刷涂料所示是给墙壁刷涂料用的涂料滚的示意图，使用时，用撑竿推着粘有涂料用的涂料滚的示意图，使用时，用撑竿推着粘有涂料的涂料滚沿墙壁上下缓缓滚动，把涂料均匀地粉刷到的涂料滚沿墙壁上下缓缓滚动，把涂料均匀地粉刷到墙上墙上.撑竿的重力和墙壁的摩擦均不计，且撑竿足够长，撑竿的重力和墙壁的摩擦均不计，且撑竿足够长，粉刷工人站在离墙壁一定距离处缓缓上推涂料滚，设粉刷工人站在离墙壁一定距离处缓缓上
10、推涂料滚，设该过程中撑竿对涂料滚的推力为该过程中撑竿对涂料滚的推力为F1，涂料滚对墙壁的压力，涂料滚对墙壁的压力为为F2，则，则()第13页，共28页，编辑于2022年，星期三A.F1增大，增大，F2减小减小B.F1增大，增大，F2增大增大C.F1减小，减小，F2减小减小D.F1减小，减小，F2增大增大第14页，共28页，编辑于2022年，星期三如图如图17所示，所示，AC是上端带定滑是上端带定滑轮的固定竖直杆，质量不计的轻杆轮的固定竖直杆，质量不计的轻杆BC一端通过一端通过铰链固定在铰链固定在C点，另一端点，另一端B悬挂一重为悬挂一重为G的物体，且的物体，且B端系有一根轻绳并绕过定滑轮端系有
11、一根轻绳并绕过定滑轮A，用力，用力F拉绳，拉绳，开始时开始时BCA90，现使，现使 BCA缓慢变小，直到杆缓慢变小，直到杆BC接近竖直杆接近竖直杆AC.此过程中，杆此过程中，杆BC所受的力所受的力()A大小不变大小不变B逐渐增大逐渐增大C逐渐减小逐渐减小D先减小后增大先减小后增大第15页，共28页，编辑于2022年，星期三图解法适用于物体受三个力作用处于平衡状态时，其中图解法适用于物体受三个力作用处于平衡状态时，其中一个力大小、方向一定，另一个的方向一定，第三个力一个力大小、方向一定，另一个的方向一定，第三个力大小方向均改变的情形；而三角形；相似法适用于物体大小方向均改变的情形；而三角形；相似
12、法适用于物体受三个力作用处于动态平衡时，其中一个力大小、方向受三个力作用处于动态平衡时，其中一个力大小、方向一定，另处两个方向均发生变化的情况，这类问题不宜一定，另处两个方向均发生变化的情况，这类问题不宜用图解法解决。用图解法解决。第16页，共28页，编辑于2022年，星期三3.如图如图19所示，光滑半球面上的小球被一通过所示，光滑半球面上的小球被一通过定滑轮的力定滑轮的力F由底端缓慢拉至顶端的过程中，关由底端缓慢拉至顶端的过程中，关于绳的拉力于绳的拉力F及半球面对小球的支持力及半球面对小球的支持力FN的变化的变化情况，以下说法正确的是情况，以下说法正确的是()AF增大增大BF减小减小CFN减
13、小减小DFN不变不变第17页，共28页，编辑于2022年，星期三1.(2009潍坊质检潍坊质检)如图如图113所示，倾斜天花板平面所示，倾斜天花板平面与竖直方向夹角为与竖直方向夹角为，推力，推力F垂直天花板平面作用垂直天花板平面作用在木块上，使其处于静止状态，则在木块上，使其处于静止状态，则()A.木块一定受三个力作用木块一定受三个力作用B.天花板对木块的弹力天花板对木块的弹力FNFC.木块受的静摩擦力等于木块受的静摩擦力等于mgcosD.木块受的静摩擦力等于木块受的静摩擦力等于mg/cos第18页，共28页，编辑于2022年，星期三3.如图如图116所示，竖直杆所示，竖直杆AB固定在斜面上，
14、小球固定在斜面上，小球用细绳系住始终静止在倾角为用细绳系住始终静止在倾角为的光滑斜面上，的光滑斜面上，当细绳方向由水平逐渐向上偏移时，绳的拉力当细绳方向由水平逐渐向上偏移时，绳的拉力F和和斜面对小球的支持力斜面对小球的支持力FN将将()A.FN逐渐减小逐渐减小B.FN逐渐增大逐渐增大C.F逐渐减小逐渐减小D.F先减小后增大先减小后增大第19页，共28页，编辑于2022年，星期三4.(2009泰安模拟泰安模拟)如图如图117所示，作用于所示，作用于O点的点的三个力平衡，设其中一个力大小为三个力平衡，设其中一个力大小为F1沿沿y方，方，大小未知的力大小未知的力F2与与x方向夹角为方向夹角为，下列说
15、法，下列说法正确的是正确的是()A.力力F3只能在第二象限只能在第二象限B.力力F3可能在第三象限的可能在第三象限的任意方向上任意方向上C.力力F3与与F2夹角越小，则夹角越小，则F3与与F2的合力越小的合力越小D.F3的最小值为的最小值为F1cos第20页，共28页，编辑于2022年，星期三5.一物块在粗糙斜上，一物块在粗糙斜上，在平行斜面向上的外在平行斜面向上的外力力F作用下，斜面和作用下，斜面和物块始终处于静止态，物块始终处于静止态，当当F按图按图118所示规所示规律变化时，物体与斜律变化时，物体与斜面间的摩擦力大小变面间的摩擦力大小变化规律可能是图化规律可能是图119中的中的()第21
16、页，共28页，编辑于2022年，星期三第22页，共28页，编辑于2022年，星期三6.(2008海南高考海南高考)如图如图121所示，质量为所示，质量为M的楔形块的楔形块静置在水平地面上，其斜面的倾角为静置在水平地面上，其斜面的倾角为，斜面上有一，斜面上有一质量为质量为m的小物块，小物块与斜面之间存在擦用恒的小物块，小物块与斜面之间存在擦用恒力力F沿斜面向上拉小物块，使之匀速上滑在小物块沿斜面向上拉小物块，使之匀速上滑在小物块运动的过程中，楔形物块始终保持静止地面对楔形运动的过程中，楔形物块始终保持静止地面对楔形物块的支持力为物块的支持力为()第23页，共28页，编辑于2022年，星期三A(M
17、m)gB(Mm)gFC(Mm)gFsinD(Mm)gFsin第24页，共28页，编辑于2022年，星期三8.如图如图122所示，位于竖直侧面的物体所示，位于竖直侧面的物体A的质量的质量mA0.2kg，放在水平面上的物体，放在水平面上的物体B的质量的质量mB1.0kg，绳的质量及绳和滑轮间的摩擦均不，绳的质量及绳和滑轮间的摩擦均不计，且绳的计，且绳的OB部分水平，部分水平，OA部分竖直，部分竖直，A和和B恰恰好一起做匀速运动好一起做匀速运动.取取g10m/s2，求：，求：第25页，共28页，编辑于2022年，星期三(1)物体物体B与桌面间的动摩擦因数；与桌面间的动摩擦因数；(2)如果用水平力如果
18、用水平力F向左拉物体向左拉物体B，使物体使物体A和和B做匀速运动需多大的拉力？做匀速运动需多大的拉力？第26页，共28页，编辑于2022年，星期三(2009孝感模拟孝感模拟)如图如图123所示，所示，质量质量M2kg的木块套在水平杆上，的木块套在水平杆上，并用轻绳与质量并用轻绳与质量mkg的小球的小球相连相连.今用跟水平方向成今用跟水平方向成30角角的力的力F10N拉着球带动木块一拉着球带动木块一起向右匀速运动，运动中起向右匀速运动，运动中M、m相相对位置保持不变，取对位置保持不变，取g10m/s2.求：求：10.第27页，共28页，编辑于2022年，星期三第28页，共28页，编辑于2022年，星期三