專題三力物體的平衡 精選

1、、復(fù)習(xí)目標(biāo):剽力分析專題三力物體的平衡L 重力彈力善摩擦力萬有引力電場力、安培力、洛倫茲力、分子萬1合成與分解物體的平衡狀態(tài)共點(diǎn)力平衡的條件二、最新考綱:相互作用與物體的平衡滑動摩擦力.動摩擦因數(shù)、靜 摩擦力形變、彈性、胡克定律 矢量和標(biāo)董 力的合成和分解共點(diǎn)力的平衡三、要點(diǎn)精講：hfthft見S S種力的比產(chǎn)生原因大小方向由于地球的引而產(chǎn)生同一休從赤道到兩極 直力增大$冑地面高1 1力越小除此以外的常見 情境中重力只與質(zhì)*成 正比不隨物體位置或運(yùn) 動狀杰而改變.豎直向下.即垂直于水平面向下不一定垂直F F地面向下也不一定指向地心.賂堆球自轉(zhuǎn)時(shí)力 近就等于萬有引力或失*狀忘下的赫 體仍受*力作

2、用-彈力接融發(fā)生*性形變彈性形變童越大彈力 tt大胡克定律F=F=; ; t tn n在更多情況下彈 力的大小取抉于體 的運(yùn)動狀杰及所受其 他力的fitfit況應(yīng)運(yùn)用平 術(shù)妖件或牛頓運(yùn)動定 律分析.面接M M時(shí)“垂直于接M M面學(xué)點(diǎn)與面接僵時(shí)， 垂直于面（咸曲面的切面h h套在光摘 ff上時(shí)與桿垂直定在 桿上時(shí)申不一定垂直桿繩 的拉力沿著且指向*收 縮的方向.|：11:1超出彈性限度時(shí)休 將發(fā)生永久形變力 的產(chǎn)生和方向與彈力 形變有關(guān)點(diǎn)電荷間的庫侖力真 空中兩個(gè)點(diǎn)電荷間的! 相互作用作用力的方:訶沿兩點(diǎn)電何 的連線同號排底開號相? = H/Lsin為k .磁場與電流的夾角m.F左皿則磁場力I接

3、融且冇彈力I接觸擦力粗ttaw相對運(yùn)動或相對運(yùn)動超蜉.I#I#靜隙擦力在零到最大 靜力之旬取值.由 運(yùn)動狀態(tài)及所受貝他 力決宦.幾皿=汕3滑動按力大小：F/r/丹動擦0小r L量大靜按力稍大尸 滑動#擦力般叮認(rèn)為人糠力等于 潸動擦力.擦力的方向總是 ffi 相対 運(yùn)動或相對運(yùn)動趨勢方向 相反-注意曄擦力的 向 物體的運(yùn)動方向沒有 必然的聯(lián)系.常動 擦力欠小廿相 對運(yùn)幼速度大小及勻 連或變速均無關(guān).電場對處于其川的電荷的作円F=QE電場力等J電 號電場強(qiáng)度的乘積正電荷受力方向與場強(qiáng)力M致”負(fù)電荷則相反電場力的乘積成iLtt.Hi距離的半方成反比”場對通電導(dǎo)線的作 用力f安培力J安培力址運(yùn)動電荷受

4、磷 場力件用的宏覩喪現(xiàn)場對運(yùn)動電荷的作 用力0 H鷲:當(dāng)G二打忖F二叭帶電粒子平行F磁場方向 運(yùn)功受洛倫茲力2.受力分析的方法及要領(lǐng) 首先明確研究 X 象.隔離法:將研究濛從周環(huán)境中分離出來加的力(而不是研究 X 象施加繚它物體的力,使之與其它物體分隔開，分析周!其它物體蒯究象施).整體法:在理題卩可根據(jù)需要將兩個(gè)或多個(gè)相對位置不邈物體系作為一個(gè)整體 象,分析周 0其它物體對物體系施加的力用整體法時(shí)只分析系統(tǒng)以外的物體標(biāo)統(tǒng)加的力內(nèi)部各部分之間勺相互作用均不再考慮假法:在未知某力是否存在時(shí),可先其作出存在或不存在的假設(shè),然后根據(jù)假設(shè)物體的運(yùn)狀態(tài)是否；生影響來判斷假設(shè)是否成立.注意:,以整體潮究,

5、系統(tǒng)1研究象的受力駆常只畫出根據(jù)性質(zhì)來命名的力，不要把按效果分解的力或合成的合力分析進(jìn)去,受力完成后再進(jìn)行力的合成或分解.2區(qū)分內(nèi)力和外力時(shí)要根據(jù)研究豫的取范圍3在難確定某些受力情況時(shí)可先根據(jù)物體的運(yùn)動犬態(tài) I 運(yùn)用平衡條件或牛頓運(yùn)定律作出判斷.3.合力和分力的關(guān)系合力與分力的作用效果是等效的 關(guān)系如下:(1)合力可大于、等于或小于任一分力(2)當(dāng)兩分力大小一定時(shí)合力隨著兩分力的夾角a增大而減小，減小而增大.合力的大小范圍iIFi一 F2I F合WFi+ F2.,二者是“等效代替”關(guān)系 ，具有同物性和同時(shí)生的特點(diǎn),二者的大小(3)兩分力角a定且其中一個(gè)分力大小也一定時(shí),隨另一分力的增大，合力

6、F 可能逐漸增大，也可能逐漸減小，也可能先減小后增大.4.將一個(gè)力沿兩個(gè)方向分解時(shí)的定解條件(1)已知合力和它的兩個(gè)分力的方向,求兩個(gè)分力的大小,有唯一解 ；,已知合力和其中一個(gè)分力(大小、方向),求另一個(gè)分力的大小和方向，有唯一解；巳知合力和兩個(gè)分力的大小，求兩分力的方向:1若2若3若4若(4)巳知合力F和F的大小、FZ的方向(F2 與合力方向的夾！為!：1當(dāng)2當(dāng)3當(dāng)4當(dāng)5. 平衡狀態(tài) I 平衡條件物體的平衡狀態(tài)是指靜止或勻速直線運(yùn)狀態(tài)物體是否奸平衡狀廳判定方法:(1)從運(yùn)瀟度考慮當(dāng)物體的速度大小、方向不變時(shí),物體處 f 平衡狀態(tài)物體的速度為零卩不一定處 F 平衡狀態(tài)只有物 體的加速度為 P

7、 卩物體才延平衡狀態(tài)(2)從受力角度考慮共點(diǎn)力是指作用在物體的同一點(diǎn)如下推論1物體于平衡狀閒,所受的某一個(gè)力與其余力的合力等大反向；2物體在同一平面上的三個(gè)不平行的力的作用下處 于平衡狀態(tài) t，三個(gè)力(或其延長必交于一點(diǎn)(三力交原理)；3物體在三個(gè)共點(diǎn)力作用下處于平衡狀態(tài) e ,表示三個(gè)力的有向線段可以緘一個(gè)矢量三角形.a.二力平衡的條件是大小相等、方向相反、在一條直線 上.在同一條直線上的多個(gè)力平衡的條件是沿一個(gè)方向，所有力的代數(shù)和等于反方向上所有力的代數(shù)和.b.三力平衡的條件是這三個(gè)力的合力必為零;其中任意兩個(gè)力的合力與第三個(gè)力必大小相等反.C 處四個(gè)或四個(gè)以上共點(diǎn)力的平衡問題的一般方法是

8、:1)建立 xOy 坐標(biāo),使 Ox Oy 軸盡量多的力重合；2) 將所有力沿Ox Oy 方向行正交分解；3) 利用 FFI+F2,無解；F=Fi+ F2有唯一解,F ,和 F2跟 F 同向；F=F- F2,有唯一解，F(xiàn)1和F2與F反向；IFI一FZI F 卩有唯一解.，或作用線相交于一點(diǎn)的幾個(gè)力.共點(diǎn)力的平衡條件是合力為零.可得,方向相幾何三角形法或其他數(shù)學(xué)方法并求解.7.分析平衡 I、題的常用方法(1)正交分解法力的正交分解法是將已知力按互相垂直的兩個(gè)方向進(jìn) 行分解的方法 個(gè)已知共點(diǎn)力的合力，它能使不同方向的矢量運(yùn)算簡化同一直線的量運(yùn)算上的共點(diǎn)力作用時(shí)用正交分解法為好.正交分解的每一個(gè)力不一

9、定按實(shí)際效進(jìn)分解 分解，原上使更多的力落在互相垂直的坐標(biāo)上.利用力的正交分解法可以求幾 一般地，當(dāng)物體受三個(gè)以，往往按解題需要(2)合成法或分解法當(dāng)物體受三個(gè)力作用而平衡時(shí)，用合成法或分解法求解較為方便1合成法:將平衡物體所受的某一力以外的其它力進(jìn)行合成 大、反向、共線)特點(diǎn)進(jìn)行求解.2分解法:將物體所受的某一力按其作用效果進(jìn)行分解(3)力的矢量三角形法則這是由力的平行四邊形定則變化而來的 表示這三個(gè)力的有向線段的箭頭、箭尾首尾相接 數(shù)學(xué)知識來求解未知力.,再利用該力與其它力的合力平衡,從而求出其它的力， 當(dāng)物體受到同一平面內(nèi)三個(gè)互不平行的力的作用而平衡時(shí),構(gòu)成一個(gè)矢量三角形.常用正、余弦定理

10、或相似三角形等(4)相似三角形法 如果在對力利用平行四邊行定則根據(jù)相似三角形對應(yīng)邊成比例等性質(zhì)求解(5)正弦定理 如果在對力利用平行四邊行定則據(jù)正弦定理求解.注意當(dāng)兩個(gè)力的大小變化受它們之間方向關(guān)系影響時(shí)(動態(tài)平衡)(或三角形定則 )運(yùn)算的過程中(或三角形定則 )運(yùn)算的過程中,力的三角形與幾何三角形相似,力的三角形中有兩個(gè)已知角,根據(jù)幾何平行四邊形定則及其夾角跟對角線長短的關(guān)系分析力的大小變化情況，具有直觀、簡便的特點(diǎn)此類問題最具代表性的題目是物體受三個(gè)力的作用而平衡，其中一個(gè)力為恒力力的大小方向都改變時(shí)，討論變力的變化情況.一般常用矢量三角形法和幾何三角形法四、經(jīng)典例題1.關(guān)于摩擦力效果的討

11、論摩擦力盡管阻礙物體間的相對運(yùn)動或相對運(yùn)動趨勢 摩擦力不一定阻礙物體的運(yùn)動，摩擦力可能是阻力,則可,則可根,利用鄰邊,尤其在定性研究中經(jīng)常用到,第二個(gè)力方向不變,另一個(gè),但物體是否運(yùn)動一般是以地面為參照系的,也可能是動力.,都既可能對物體做功， 也可能不做功,因此當(dāng)研究摩擦力做功時(shí)，無論是靜摩擦力還是滑動摩擦力對物體做正功，也可能做負(fù)功.【例題 1】將一箱貨物無初速地放在水平勻速運(yùn)動的傳送帶上， 當(dāng)貨物與傳送帶達(dá)到相同速度時(shí)始加速，一段時(shí)間后又開始減速，在加速和減速過程中貨物始終與傳送帶一起運(yùn)動車將貨物甩出.試分析:(1)各運(yùn)動階段貨物所受的力及其做功情況；(2)若在貨物與傳送帶達(dá)到相同速度之

12、前傳送帶開始加速 變化情況.【針對訓(xùn)練1】一圓盤可繞一通過圓盤中心;既可能,傳送帶開,直到最后階段傳送帶剎,試分析加速前后貨物所受的力及其做功功率的0 且垂直于圓盤面的豎直軸轉(zhuǎn)動勻速轉(zhuǎn)動時(shí),木塊隨圓盤一起運(yùn)動,則木塊受力情況是A.重力、支持力、指向圓心的摩擦力B.重力、支持力、背離圓心的力C 重力、支持力、指向圓心的摩擦力和背離圓心的力D 重力、支持力2.在不同的連接裝置中重力、各種彈力及各種摩擦力的有無、大小方向判定【例題 2】物體 B 放在物體 A 上,A、B 的上下表面均與斜面平行，如圖.當(dāng)兩者以相同的初速度靠慣性沿光滑固定斜面 C 向上做勻減速運(yùn)動時(shí)A.A 受到 B 的摩擦力沿斜面方向

13、向上B.A 受到 B 的摩擦力沿斜面方向向下C.A B 之間的摩擦力為零D.A、B 之間是否存在摩擦力取決于,在圓盤上放一木塊A,當(dāng)圓盤A B 表面的性質(zhì)【針練 2】 如所示，小在恒力作用下沿水平地面做直線運(yùn)動由此可判斷)A.若地面光滑，小一定受三個(gè)力的作用B.若地面粗糙，小車能受三個(gè)力的作用C 若小做勻速運(yùn)動則車定受四個(gè)力的作用D 若小欷加速運(yùn)動則車能受三個(gè)力的作用3.合力和分力的大小關(guān)系【例題】在研究共點(diǎn)力的合成的實(shí)驗(yàn)角 9 的關(guān)系 W 列法正確的是A.合力的最大變 t 范是2N FW12N,某同學(xué)得到如圖所示的合力F 與兩分力I I F/NF/NB.合力的最大變 t 范是2Nc. m 定

14、等于 mD.必須同時(shí)滿足qi=q2,m=m27. 共點(diǎn)力在某一分方向的平衡問題【例題 1C】在相互作用的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場中B,方向垂直于紙面向外 球?qū)π泵娴恼龎毫η『脼榱氵h(yuǎn)？ 所用時(shí)間是多少 ？,質(zhì)量分別為m 和 m 帶電量,它們與豎直線所成的角度(),磁感應(yīng)強(qiáng)度為m帶電荷量為 +q的小球靜止在斜面頂端,這時(shí)小,小球能在斜面上連續(xù)滑行多耳X X二X XVX XX1 11 1X X11 1X XX XX XX XX XV VEX X* *,套一個(gè)帶電小球,小球質(zhì)量為m 帶電量為 q,小球與桿間的動摩擦因數(shù)為U,桿所在空間有如上圖所示的水平向左的勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)為 E,水平向紙里面的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B,已知 mgq 若小球由靜止開始運(yùn)動，當(dāng)小球速度V=_ 時(shí)加速度最大，小球運(yùn)動的最大速度可以達(dá)到.8.極值某種物理狀態(tài)變化為另一種物理狀態(tài)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)叫做臨界狀態(tài)衡狀態(tài)將要破壞、而尚未破壞的狀態(tài)解答平衡物體的臨界問題時(shí)可用假設(shè)法,平衡物體的臨界狀態(tài)是指物體所處的平,運(yùn)用假設(shè)法解題的一般步驟是1明確研究對象 ；2畫受力圖；3假設(shè)可發(fā)生的臨界現(xiàn)象；4列出滿足所發(fā)生的臨界現(xiàn)象的平衡方程求解.其實(shí)不論用什么方法，關(guān)鍵是能分析得出物體處于極值或臨界的條件，這是列方程的依據(jù)?！纠} 11】如圖所示，在質(zhì)量為 I