力的动态变化及绳杆

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