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文档简介

1、平衡问题中研究对象的选取杨永勤在共点力平衡条件的应用中,研究对象的选取往往是很重要的。下面例举研究对象选取的几种常见类型,供同学们参考。选“一个物体”为研究对象例1.如图1所示,用轻绳将重球悬挂在竖直光滑墙上,当悬绳变长时()图1与f2等大反向。从图中力三角形可求得图2F=mgtan0,1F=mg/cos02绳子拉力变小,墙对球的弹力变大绳子拉力变小,墙对球的弹力变小绳子拉力变大,墙对球的弹力变大绳子拉力变大,墙对球的弹力变小解析:取球为研究对象,受力如图2所示,由共点力平衡条件可知,片和mg的合力F当绳变长时,0角变小,故F1变小,F2也变小,选项B正确。选取“一个点”为研究对象例2.在图3

2、中,长为5m的细绳两端分别系于竖立在地面上相距为4m的两杆的顶端A、B。绳上挂一个光滑的轻质挂钩,其下端联着重为G=12N的物体,平衡时绳中的张力F为多少?图3解析:以悬挂挂钩的绳点为研究对象,其受力如图4所示。因而AOB绳上,挂着的是一个光滑挂钩,因此在平衡时AO段与BO段的张力必然相等,即F二F二F。由平衡条12件可知两绳与竖直方向的夹角相等,设它为Q,且2Fcsa二G。延长AO交B杆于C点,从C点向A杆作垂线CD交于A杆于D点,因OB=OC,故AC=5m,sina=CD/AC=08,所以F=G/(2cosa)=10N。图4选取“物体一部分”为研究对象例3.如图5所示,一根轻柔均匀的绳子,

3、两端系于竖直墙壁上的两个高度相等的悬点上,绳子的质量为m,静止时绳子两端的切线方向与竖直墙壁的夹角为a,求:墙壁对绳子的拉力;最低处绳子的张力。图5解析:(1)以绳子为研究对象,设绳子两端所受力分析为片和F2,如图6所示。对该绳由力的平衡条件有gcsG图6Fcosa+Fcosa=G12Fsina-Fsina=012由以上二式得F=F=F=G/(2cosa)=mg/(2cosa)12(2)为求绳最低处的张力T,应选取一半绳子为研究对象,如图7所示。在水平方向,由平衡条件有G图7T=Fsina=mgtana/2选取“多个物体组成整体”为研究对象例4.如图8所示,用轻质细线把两个质量不等的小球悬挂起来。今对小球a施加一个向左偏下30。的恒力片,并对b小球持续施加一个向右偏上30。的同样大小的恒力F2,最后达到平衡。则表示平衡状态的图可能是图8中的()解析:可将a、b球及细线看作一个整体,以此整体为研究对象。因这个整体处于平衡状态,而FF2的合力为零;另

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