共點(diǎn)力的平衡條件物體平衡的臨界與極值問(wèn)題.pptVIP

共點(diǎn)力平衡條件的應(yīng)用,物體平衡的臨界與極值問(wèn)題,物體平衡的臨界與極值問(wèn)題,1動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題：通過(guò)控制某些物理量，使物體的狀態(tài)發(fā)生緩慢的變化，而在這個(gè)過(guò)程中物體又始終處于一系列的平衡狀態(tài)，在問(wèn)題的描述中常用“緩慢”等語(yǔ)言敘述 2臨界問(wèn)題：當(dāng)某物理量變化時(shí)，會(huì)引起其他幾個(gè)物理量的變化，從而使物體所處的平衡狀態(tài)“恰好出現(xiàn)”或“恰好不出現(xiàn)”，在問(wèn)題的描述中常用“剛好”、“剛能”、“恰好”等語(yǔ)言敘述 3極值問(wèn)題：平衡物體的極值，一般指在力的變化過(guò)程中的最大值和最小值問(wèn)題,.例1.如圖所示，斜面傾角，木塊M和斜面間滑動(dòng)摩擦因數(shù)為，問(wèn)物體m質(zhì)量多大時(shí)，才能使木塊勻速運(yùn)動(dòng)？。,此題答案：,例2跨過(guò)定滑輪的輕繩兩端，分別系著物體A和物體B，物體A放在傾角為的斜面上，如圖所示已知物體A的質(zhì)量為m，物體A與斜面的動(dòng)摩擦因數(shù)為(tan)，滑輪的摩擦不計(jì)，要使物體A靜止在斜面上，求物體B的質(zhì)量的取值范圍(按最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力處理),【解析】 先選物體B為研究對(duì)象，它受到重力mBg和拉力FT的作用，根據(jù)平衡條件有：FTmBg 再選物體A為研究對(duì)象，它受到重力mg、斜面支持力FN、輕繩拉力FT和斜面的摩擦力作用，假設(shè)物體A處于將要上滑的臨界狀態(tài)，則物體A受的靜摩擦力最大，且方向沿斜面向下，這時(shí)A的受力情況如圖所示，根據(jù)平衡條件有： FNmgsin 0 FTFfmmgcos 0 由摩擦力公式知：FfmFN 聯(lián)立四式解得mBm(sin cos ) 再假設(shè)物體A處于將要下滑的臨界狀態(tài)，則物體A受的靜摩擦力最大，且方向沿斜面向上，根據(jù)平衡條件有： FNmgcos 0 FTFfmmgsin 0 由摩擦力公式知：FfmFN 聯(lián)立四式解得mBm(sin cos ) 綜上所述，物體B的質(zhì)量的取值范圍是： m(sin cos )mBm(sin cos ),.例3、某公園要在兒童樂(lè)園中建一座滑梯，已知斜面與物體間滑動(dòng)摩擦因數(shù)= 0.75，那么傾角至少要多少度兒童在斜面上才可以由靜止開(kāi)始滑下？,此題答案：,傾角至少要37,例4、堆的形成測(cè)出了沙粒之間的動(dòng)摩擦因數(shù)。研究的過(guò)程如下：研究小組通過(guò)觀察沙堆的形成過(guò)程可以發(fā)現(xiàn)，由漏斗落下的細(xì)沙總是在地面上形成一個(gè)小圓錐體，繼續(xù)下落時(shí)，細(xì)沙沿圓錐體表面下滑，當(dāng)圓錐體的母線與底面夾角達(dá)到一定角度時(shí)，細(xì)沙不再下滑，如圖所示。經(jīng)過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn)，研究小組得出結(jié)論：沙堆的形成與沙粒之間的動(dòng)摩擦因數(shù)有關(guān)。該小組只用一把皮卷尺就測(cè)定了沙粒之間的動(dòng)摩擦因數(shù)（假定最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力），則：（1）該小組必須測(cè)定的物理量是_。 2）動(dòng)摩擦因數(shù)與這些物理量之間 的關(guān)系是_。,例5、質(zhì)量為m的木塊在與水平方向成角的推力F的作用下，在水平地面上作勻速運(yùn)動(dòng)，已知木塊與地面間的摩擦因數(shù)為，那么木塊受到的滑動(dòng)摩擦力為：（ ） A. mg B. (mg+Fsin) C. (mg-Fsin) D. Fcos,B、D,F,例6.如圖所示，一物塊置于水平地面上.當(dāng)用與水平方向成60度角的力F1拉物塊時(shí)，物塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)；當(dāng)改用與水平方向成30度角的F2力推物塊時(shí)，物塊仍做勻速直線運(yùn)動(dòng).若F1和F2的大小相等，則物塊與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為( ),A、,B、,C、,例7、如圖所示，小球質(zhì)量為m，兩根輕繩BO、CO系好后，將繩固定在豎直墻上，在小球上加一個(gè)與水平方向夾角為60的力F，使小球平衡時(shí)，兩繩均伸直且?jiàn)A角為60，則力F大小的取值范圍是什么？,【解析】 對(duì)小球進(jìn)行受力分析如圖所示，根據(jù)物體的平衡條件有，當(dāng)力F較小時(shí)，OB張緊，OC有可能松弛，當(dāng)力F較大時(shí)，OC張緊，OB有可能松弛由此可知，OC剛要松弛和OB剛要松弛是此問(wèn)題的臨界條件,共點(diǎn)力平衡條件的應(yīng)用,受力分析,例1.如圖所示，物體A靠在豎直墻面上，在力F作用下，A、B保持靜止.物體A的受力個(gè)數(shù)為（ ） A.2 B.3 C.4 D.5,解析 整體分析可知A與墻之間無(wú)彈力，所以A僅受重力、B對(duì)A的彈力及摩擦力3個(gè)力，應(yīng)選B項(xiàng).,例2、如圖所示，豎直放置的輕彈簧一端固定在地面上，另一端與斜面體P相連，P與斜放在其上的固定檔板MN接觸且處于靜止?fàn)顟B(tài)，則斜面體P此刻受到的外力的個(gè)數(shù)有可能是： 2 B3 C4 D、5,例3如圖所示，在水平力F作用下，A、B保持靜止，若A與B的接觸面是水平的，且F0，則關(guān)于B的受力個(gè)數(shù)可能為( ) A3 B4 C5 D6,【解析】 以A為研究對(duì)象，根據(jù)平衡條件A對(duì)B有壓力和摩擦力的作用，以B為研究對(duì)象，B除受到A施加的壓力和摩擦力外，還受到重力和斜面的支持力作用，斜面與B之間可能存在摩擦力，也可能不存在摩擦力，故選B、C.,例4如右圖所示，斜面小車(chē)M靜止在光滑水平面上，一邊緊貼墻壁若再在斜面上加一物體m，且M、m相對(duì)靜止，小車(chē)后來(lái)受力個(gè)數(shù)為 ( ) A3 B4 C5 D6,【解析】 對(duì)M和m整體，它們必受到重力和地面支持力，因小車(chē)靜止，由平衡條件知墻面對(duì)小車(chē)必?zé)o作用力，以小車(chē)為研究對(duì)象如右圖所示，它受四個(gè)力；重力Mg，地面的支持力FN1，m對(duì)它的壓力FN2和靜摩擦力Ff，由于m靜止，可知Ff和FN2的合力必豎直向下，故B項(xiàng)正確 【答案】 B,例5如右圖所示，物體M在斜向右下方的推力F作用下，在水平地面上恰好做勻速運(yùn)動(dòng)，則推力F和物體M受到的摩擦力的合力方向是 ( ) A豎直向下 B豎直向上 C斜向下偏左 D斜向下偏右,【解析】 物體M受四個(gè)力作用，支持力和重力都在豎直方向上，故推力F與摩擦力的合力一定在豎直方向上，由于推力F的方向斜向下，由此可斷定力F與摩擦力的合力一定豎直向下【答案】 A,例6、光滑斜面上用細(xì)線吊著一重物G=10N，小球處于靜止?fàn)顟B(tài)=300，=600，求：細(xì)繩的拉力，和斜面的彈力。,例7、直角劈形木塊質(zhì)量M=2kg，用外力頂靠在豎直墻上，已知木塊與墻之間最大靜摩擦力和木塊對(duì)墻的壓力成正比，即fm=kFN，比例系數(shù)k=0.5，則垂直作用于BC邊的外力F應(yīng)取何值木塊保持靜止。,物體對(duì)斜面上的正壓力及其所受到的摩擦力,f動(dòng)=FN= mgcos f靜= mgsin,f動(dòng)=mgcos f靜= |F-mgsin|,f動(dòng)=（mgcosF） f靜= mgsin,f動(dòng)=（mgcosFsin） f靜= |mgsin-Fcos|,例2、如圖所示，物體m與斜面體M一起靜止在水平面上若將斜面的傾角稍微增大一些，且物體m仍靜止在斜面上，則 ( ) A斜面體對(duì)物體的支持力變小 B斜面體對(duì)物體的摩擦力變大 C水平面與斜面體間的摩擦力變大 D水平面與斜面體間的摩擦力變小,【解析】 應(yīng)用隔離法對(duì)m受力分析，通過(guò)正交分解法分解重力，根據(jù)力的平衡條件可得A、B正確應(yīng)用整體法分析M和m這個(gè)整體的受力可知，水平面與斜面體之間的摩擦力一直為零【答案】 AB,例3、如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為m的物體放在傾角為的粗糙斜面上，保持靜止，現(xiàn)用水平力F推物體，當(dāng)F由零增加稍許，而物體仍保持靜止，則（ ） A.物體受到的靜摩擦力增加； B.物體所受合力增加； C.物體和斜面間的最大靜摩擦力增加； D.斜面對(duì)物體的支持力增加；,例4、如圖所示.質(zhì)量為m的物體靜止在傾角為的斜面上當(dāng)沿水平方向?qū)ξ矬w施加一水平恒力時(shí),物體仍靜止不動(dòng).下列判斷正確的是 ( ) (A)物體對(duì)斜面的正壓力肯定比原來(lái)的大 (B)物體對(duì)斜面的靜摩擦力肯定比原來(lái)的小 (C)物體受到的靜摩擦力方向可能發(fā)生變化 (D)上述說(shuō)法都正確,例5、如圖所示，物體A在水平外力F的作用下，靜止在斜面上，現(xiàn)在使水平外力F增大一些，物體仍靜止在斜面上，關(guān)于物體A所受斜面支持力及靜摩擦力的變化情況，下面幾種說(shuō)法中正確的是 (A)支持力和摩擦力都一定增大 (B)支持力和摩擦力不一定都增大 (C)支持力增大摩擦力一定減小 (D)支持力一定增大， 摩擦力不一定增大,例6、如圖所示，物體M在豎直向上的拉力F的作用下能靜止在斜面上，關(guān)于M受力的個(gè)數(shù)，下列說(shuō)法中正確的是 ( ) AM一定受兩個(gè)力作用 BM一定受四個(gè)力作用 CM可能受三個(gè)力作用 DM不是受兩個(gè)力作用就是受四個(gè)力作用,【解析】 若拉力F大小等于物體的重力，則物體與斜面間沒(méi)有相互作用力，此時(shí)物體受兩個(gè)力作用；若拉力F大小小于物體的重力，則斜面對(duì)物體產(chǎn)生支持力和靜摩擦力，此時(shí)物體受四個(gè)力作用【答案】 D,例7、如圖所示，斜劈ABC放在粗糙的水平地面上，在斜劈上放一重為G的物塊，物塊靜止在斜劈上，今用一豎直向下的力F作用于物塊上，下列說(shuō)法正確的是 （ ） A斜劈對(duì)物塊的彈力增大 B物塊所受的合力不變 C物塊受到的摩擦力增大 D當(dāng)力F增大到一定程度時(shí)，物體會(huì)運(yùn)動(dòng),4ABC（在斜劈上放一重為