4受力分析物体的平衡

1、4.受力分析、物体的平衡一、知识梳理：1 .力的合成与分解：定义、等效替代、平行四边形定那么三角形定那么几种特殊共点力的合成垂直夹角为.菱形 夹角为120°两等大分力合力范围I Fi-F 2 | , F1+F2, Fi、F2大小不变 /、F合、F合=J.2 +2F1F2COS8 + 用=I Fi-F2 | < F 合& R+E两个分力一定时,夹角 0越大,合力越小；合力一定时,两等大分力的夹角越大,两分力越大；合力可以大于分力、等于分力、也可以小于分力的大小.分解唯一：合力 F合和它的两分力方向及一个分力大小、方向.分解多解：合力F合、一个分力Fi的方向和另一个分力F2

2、的大小.F2<F合 sin.无解；F2=F 合sin.、F2>F 合一解；F合 sin 0 < F2< F合两解.2 .把一个物体拿出来,看周围有哪些物体对它施加了力的作用隔离法重力一弹力摩擦力其它力电场力磁场力G=mg F=kx 0< f 静 wfmax F=qE F 安=BIL B± IF滑=FnF 洛=qvB B± v关键：研究对象一顺序一运动状态整体法、隔离法3 .物体平衡的条件共点力：匀速直线运动平衡状态F合=0 Fx合=0静止Fy合=0三力平衡合成法、分解法；多力平衡正交分解法；动态平衡图解法.4 .要求掌握的几种根本方法： .受力

3、分析的方法； .力的合成与分解的方法； .研究对象的选取方法一一整体法与隔离法；".运用力三角形进行动态分析的方法.二、典例精析：例1 如下图,A、B、C三物块质量分别为 M m ma,不计滑轮摩擦.B随A一起匀速运动,那么可以断定A A.物块A与桌面之间有摩擦力,大小为m>gB.物块A与B之间有摩擦力,大小为 mgC.桌面对A、B对A都有摩擦力,两者方向相同,合力为mgD.桌面对A、B对A都有摩擦力,两者方向相反,合力为mg【例2】如下图,物体质量为 m靠在粗糙的竖直墙上,物体与墙间的动 摩擦因数为 科,要使物体沿着墙匀速滑动, 那么外力F的大小可能是CD D.mg/sin

4、0 + pcos 0 【例3】中子内有一个电荷量为 +2e/3的上夸克和两个电荷量为一 e/3的下夸克,一简单模 型是三个夸克都在半径为 r的同一圆周上,如下图.下面给出的四幅图中, 能正确表示出 各夸克所受静电作用力的是 B 电荷量为+2e/3的上夸克库仑引力F2.根据库仑定律得 Fi= 1/2 F 2根据力的合成得F1和F2的合力方向竖直向上, 据对称性另一个下夸克受静电作用力的方向也是竖直向上.故 A、C、D错误,B正确.【例4】如下图,静止在水平地面上的小车上放有一个木块,将木块与水平弹簧的一端相连,而弹簧的另一端固定在车前端,此时弹簧已处于伸长状态.现施F拉力,使车加速,F由零逐渐增

5、加,直到木块即将相对小车滑动,在此过程中,木块所受摩擦力的大小变化情况是A A先减小后增大B .逐渐增大【解析】1A、B两带电小球的受力如下图:A.mg/ sin 0C.先增大后减小【例5】如下图,用细绳 AB悬吊一质量为 m的物体,现在 AB中 某一点O处用力F拉细绳,使细绳的AO局部偏离竖直方向的夹角为C. mgtan 0 D . mgcot 0【例6】如下图,真空中两个相同的小球带有等量同种电荷,质量均为 10cm长的绝缘细线悬挂于天花板上的一点,平衡时,B球偏离竖直方向挂且与绝缘墙壁接触.求：0. 1 g ,分别用60°角,A球竖直悬B球带电量为多少？2墙壁对A球的支持力？B

6、.mg/(cos 0 - psin 0 )C.mg/(sin 0 - pcos 0 )ABCD【解析】三个夸克都在半径为r的同一圆周,形成了等边三角形,电荷量为一 e/3的下夸克受到另一个电荷量为一e/3的下夸克的库仑斥力F1和D .逐渐减小0 ,且保持平衡,适当调节F的最小值为A F的方向,可使F最小而.保持不变,那么A mgsin 0B . mgcos 0对B球： x轴 Fsin 60一FBSin 60 =0Y 轴 Fcos 60 +FbCOs60 -mg=0Q2据库仑定F =kQrrmg解得 QB=3 . 3X10-80(2)对 A 球：FN-Fsin 60 =0解得 Fn=8. 66

7、X10-4N【例7】如下图,用轻线悬挂的球放在光滑的斜面上,开始时很小.在将斜面缓慢向左推(A )AB.C.D.动一小段距离的过程中, 关于线对球的拉力及球对斜面的压力的大小,下述说法中正确的选项是拉力变小而压力变大 拉力变大而压力变小 拉力和压力都变大 拉力和压力都变小例8光滑半球面上的小球被一通过定滑轮的力F由A点缓慢拉到顶端的过程中,试分析绳的拉力F及半球面对小球的支持力 Fn的变化情况.【解析】对小球受力分析如图a所示,因缓慢运动,所以小球受合力为O,那么mg、F、Fn构成一个闭合的力的矢量三角形,如图 b所示,从图中几何关系可知,力的矢量三角形与AO1O2相似,所以mgR AO2 O1O2又由于拉动过程中 O1O2不变,R不变,AO2变小,所以F变小,Fn不变.【例9】如下图,匀强电场方向水平向右,匀强磁场方向垂直纸面向里.一质量为45.角射人复合场中,恰能做匀速直线运电量为q的微粒以速度v与磁场垂直,与电场成动,求电场强度 E的大小及磁感应强度 B的大小.【解析】 由于带电微粒所受洛伦兹力与v垂直,电场力方向与电场线平行,知微粒必须还受重力隐含条件才能做匀速直线运动.假设微粒带负电,受电场力水平向左,那么它受