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文档简介
复旦托业高三物理专题复习第三讲:力的动态变化及绳杆一、重难点解析(一)、力的概念:力是物体对物体的相互作用(二)、力的作用效果使物体发生形变(形状和体积的变化)使物体的运动状态发生变化(速度的大小和方向变化)(三)、力的单位在国际单位制中,力单位是牛顿,简称牛,符号是N(四) 、力的三要素:大小、方向、作用点。(五) 、力的图示和力的示意图1.力的图示:一根带有箭头的线段把力的三要素表示出来叫力的图示。线段长度表示力的大小,箭头表示力的方向,线段起点表示力的作用点2.力的示意图:一根带有箭头的线段把力的方向,力的符号表示出来。(六) 、力的分类按力的性质分为:重力、弹力、摩擦力、分子力、电场力、磁场力等。按力的效果分为:拉力、压力、支持力、动力、阻力等。(七) 、弹力:发生形变的物体(施力物体),由于要恢复原状,对使之发生形变的物体(受力物体)产生力的作用,这种力叫弹力。弹力的产生条件:(1)接触;(2)发生弹性形变弹力的方向:发生形变物体(施力物体)恢复原状的方向(1) 轻绳:绳上弹力一定是拉力,方向指向绳子收缩的方向。(2) 轻杆:轻杆上的弹力方向具有多向性,可以沿杆,为压力或拉力也可以不沿杆.(3) 弹簧:轻杆上的弹力方向具有多向性,可以沿杆,为压力或拉力也可以不沿杆.4)面与面、点与面接触:弹力方向垂直于接触面(切面),且指向受力物体。4.弹力的有无:撤去法5•弹力的大小:胡克定律:F=KX(八) 、滑动摩擦力(大小:f斗N)(九) 、静摩擦力(大小:OWfWfm)*其中fm为最大静摩擦力(物体即将相对运动前的静摩擦力)0-fm区间内静摩擦力与正压力无关.fm与正压力有关(fm=p0N),p0为最大静摩擦系数,最大静摩擦力比滑动摩擦力略大,一般计算时可认为相等.(十)、力的合成与分解(十^一)、共点力作用下物体的平衡条件:EF=0(正交分解法迟FX=0,SFy=0)推论:当物体处于平衡状态时,它所受的某一个力与它受的其余的力的合力等值反向。(十二)、受力分析基本思路:1、 重力(场力);2、 接触力(先弹力再摩擦力);3、 其他力(浮力等)(十三)、解答平衡问题常用方法1、 力的合成、分解法。 适用于三力平衡的主要解题方法。2、 力的三角形法则。 适用于力的动态分析3、 相似三角形法则。 适用于边长条件多的力学平衡问题4、 正弦定理。 适用于角度比较多的力学平衡问题。5、 隔离、整体法。 适用于两物体组成系统内力问题研究6、 三力汇交原理:如果一个物体受到三个力的作用而处于平衡状态,那么这三个力不平行就共点。
二、例题精选例题1:如图所示,小球用细线系住放在倾角为e的光滑斜面上,当细线由水平方向逐渐向上偏移时,细线的拉力t和斜面的支持力N的变化情况是 ( )(A) T增大,N减小, (B)T减小,N增大,(C)T先增大后减小,N减小, (D)T先减小后增大,N减小。BC例题2:轻杆AC处于水平位置,C端铰接在墙上,轻绳AB拉住杆的A端,一重物挂于杆上的D点,若将悬物点D由A附近开始逐渐向C点移动,则绳中拉力T和杆对铰链的作用力F的大小将(BC(A)都变小, (B)T变小,F变大,(C)T变小,F先变小后变大, (D)T先变小后变大,F变小。例题3:如图所示,竖直放置的圆环上,用两根等长的轻细线AO、BO悬挂一质量为m的小球,开始时,线BO水平,线AO与水平方向 :''成60°角,小球刚好在圆环的圆心O.细线的A、B两端固定在圆环/上.现将圆环绕垂直环面过圆心的轴沿逆时针方向缓慢转动,直至AO水平,则在圆环转动过程中线AO的拉力( ) 'A.—直增大 B.—直减小 ■-—■-C.先增大后减小 D.先减小后增大例题4:重为100N的球放在倾角a=30。的光滑斜面上,并用竖直挡板挡住,使球静止,若缓慢改变挡板和斜面之间的夹角,使球始终静止,则球对挡板的作用力也随着改变,这样,球对挡板的作用力的大小不可能出现下列哪些数值()(A)30N,(B)50N, (C)100N, (D)120N。例题5:如图,用细绳一端系住搁在光滑半球面上的小球,另一端跨过半球正上方的定滑轮用力缓慢拉动小球,小球从A上升至B的过程中,球面所受N和细绳拉力T的大小变化为 ()(A)N不变, (B)N变大,(C)T不变, (D)T变小。例题6:如图所示,在粗糙地面上有一物体A,用轻绳通过定滑轮拉动它,若使物体A保持匀速直线运动,则水平拉力F的大小变化情况可能是()(A)变大, (B)变小,(C)先变大,后变小, (D)先变小,后变大。
例题7:如图所示,轻杆BO一端装在铰链上,铰链固定在竖直墙上,另一端装一轻滑轮,重为G的物体用细绳经滑轮系于墙上A点,系统处于平衡状态,若将A点沿竖直墙向上缓慢移动少许,设法使系统重新平衡,则细绳所受拉力F例题7:如图所示,轻杆BO一端装在铰链上,铰链固定在竖直墙上,另一端装一轻滑轮,重为G的物体用细绳经滑轮系于墙上A点,系统处于平衡状态,若将A点沿竖直墙向上缓慢移动少许,设法使系统重新平衡,则细绳所受拉力F和轻杆所受压力Fn大小变化情况是( )rN(A)F变小, (B)F不变, (C)F不变, (D)F变小。r r N N例题8:半圆柱体P放在粗糙的水平地面上,其右端有一固定放置的竖直挡板MN。在半圆柱体P和MN之间放有一个光滑均匀的小圆柱体Q,整个装置处于静止,如图所示是这个装置的截面图。现使MN保持竖直并且缓慢地向右平移,在Q滑落到地面之前,发现P始终保持静止。则在此过程中,下列说法正确的是(A.MN对Q的弹力逐渐减小B.P对Q的弹力逐渐增大Q所受的合力逐渐增大地面对P的摩擦力逐渐增大例题9:如图所示,轻杆A端用光滑水平铰链装在竖直墙上,B端吊一重物P,并用水平绳系在墙上C点,在用水平向右的力F缓慢拉起重物P的过程中,杆AB所受压力的变化是()(A)一直变大 (B)—直变小(C)先变小再变大 (D)—直不变例题10:如图(a)所示,小球放置在光滑V形槽中,初始槽板OB处竖直平面,将V形槽沿顺时针绕槽底角O点缓慢转动90。,到OB处水平平面,如图(b)所示。在这个过程中,板OB受到的压力将 ,板OA受到的压力将 。(选填变大、变小、先变大后变小或先变小后变大)(a)b)例题11:三个共点力平衡,片大小方向不变,F2、F3方向改变。(杆与竖直方向夹角变小)则f2变化情况 ;f3变化情况
例题12:如图甲所示,一根轻绳上端固定于O点,下端拴一个重为G的钢球A,球处于静止状态.现对球施加一个水平向右的外力F,使球缓慢偏移,在移动中的每一时刻,都可认为球处于平衡状态,已知外力F的最大值为2G.试求:轻绳中拉力ft的大小范围;在图乙中画出拉力F/勺大小与cosO的关系图象.JFt■*COS&例题13:如图所示,两个轻质小环A、B套在光滑固定的水平杆上,两环间距为a用原长为L的轻质橡皮条分别连接两环(a<L<2a),在橡皮条中间加一竖直向上的力F,在两环上分别施加大小相等的作用力,使橡皮条拉成一个与杆围成边长为a的正三角形保持平衡,则关于施加在两环上的作用力,下列说法中正确的是( )若沿橡皮条方向,大小应为“朽F/3,若沿垂直橡皮条方向,大小应为3F/3,若沿杆方向,大小应为F/6,最小值为逅F/12。例题14:在倾角为a=37。的斜面上,一条质量不计的皮带一端固定在斜面上端,另一端绕过一质量为m=3kg、中间有一圈凹槽的圆柱体,并用与斜面夹角为〃=37。的力F拉住,使整个装置处于静止状态,如图所示。不计一切摩擦,求拉力F的大小和斜面对圆柱体的弹力N的大小。(g=10m/s2,sin37=0.6,cos37=0.8)TOC\o"1-5"\h\zo o某同学分析过程如下:将拉力F沿斜面和垂直于斜面方向进行分解。沿斜面方向: FcosP=mgsina (1)沿垂直于斜面方向: Fsin卩+N=mgcosa (2)问:你同意上述分析过程吗?若同意,按照这种分析方法求出F及N的大小;若不同意,指明错误之处并求出你认为正确的结果。O例题15:如图所示,一个碗口为圆弧形的半球形碗放在桌面上,O点为其球心,碗的内表面及碗口是光滑的,一根细线跨在碗口上O•,线的两端分别系有质量为m1和m2的小球,当它们处于静止状态时,质量为%]的小球与O点的连线与水平线的夹角为a=60。,则小球m]受到碗对它的支持力大小为 ,两小球的质量比m]/m2为态。AB杆对BC杆的作用力方向可能是)例题16:如图所示,两根硬杆AB、BC分别用铰链连接于A、B、态。AB杆对BC杆的作用力方向可能是)若AB杆计重力,而BC杆不计重力时,由B指向C若AB杆计重力,而BC杆不计重力时,由C指向B若AB杆不计重力,而BC杆计重力时,由B指向A若AB杆不计重力,而BC杆计重力时,由A指向B例题17:如图ab杆与be杆用光滑铰链铰在b点,务自的另一端用光滑的铰链固定在墙上,且ab呈水平状态,若要考虑ab、be杆所受重力,则ab对be杆的作用力的方向可能是( )(A)I方向, (B)II方向,(C)III方向, (D)IV方向。例题18:如图所示,有一竖直放置的圆心在O点的光滑大圆环,大圆环上套有两个质量可忽略的光滑的小圆环B和Co设有一光滑的轻绳穿过两个小圆环,在轻绳的两端A、D以及两环之间E悬有三个重物。设两小圆环在如图所示位置(BO、CO分别与FO夹角为30。)时整个系统处于平衡状态,则三个重物质量mA、mD及加”间的比为( )ADE(A)1:1:1 (B)1:1:2(C)2:2:1 (D)1:2:1例题19:跳伞运动员打开伞后经过一段时间,将在空中保持匀速降落,已知运动员和他身上的装备总重量为G],圆顶形降落伞伞面的重量为G2,有8条相同的拉线一端与运动员相连(接线重力不计),另一端均匀分布在伞面边缘上(图中没有把拉线都画出来),每A.v3G112B.A.v3G112B.亘12c.例题20:a、b为两重杆,上端铰于屋顶上,中间用弯成弧形有轻杆e相连,e和a、b间均用光滑铰链连接,则轻杆e的受力情况是( )例题21:如图所示为上海浦东国际机场候机楼的结构简化图。这种设计的优点是,利用两侧斜壁向外倾倒的趋势,将钢索拉紧,而拉紧的钢索能承重,从而将屋面托住。现假设一面斜壁质量为m,分布均匀,在地面处有一固定转轴OO',斜壁可绕OO'轴转动,此时斜壁与地面夹角为60°,斜壁上端所有钢索的总拉力为F,与斜壁夹角为30°。设两侧斜壁结构相同且对称,屋面通过短钢
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