专题一+受力分析与物体平衡课件

专题一

力与平衡讲练互动[例1]下列物体处于平衡状态的是()

A用力推地面上的大石，但推不动

B竖直上抛的物体上升到最高点瞬间

C环绕地球做匀速圆周运动的卫星

D火车加速前进，小明在车厢里看到静止在桌面上的小球。

问题一：平衡状态的定义和条件

(二)物体的平衡

1．平衡状态是指物体处于匀速直线运动或静止状态，物体处于平衡状态的动力学条件是：F合＝0或Fx＝0、Fy＝0、Fz＝0.注意：静止状态是指速度和加速度都为零的状态，如做竖直上抛运动的物体到达最高点时速度为零，但加速度等于重力加速度，不为零，因此不是平衡状态．

2．平衡条件的推论

(1)物体处于平衡状态时，它所受的任何一个力与它所受的其余力的合力等大、反向．

(2)物体在同一平面上的三个不平行的力的作用下处于平衡状态时，这三个力必为共点力．[例2]

如图12所示，在倾角为θ的斜面上，放一质量为m的光滑小球，球被竖直的木板挡住，则球对挡板的压力和球对斜面的压力分别是多少？问题二:解平衡状态问题的一般方法[练习]（09年山东卷）16．如图所示，光滑半球形容器固定在水平面上，o为球心，一质量为m的小滑块，在水平力F的作用下静止P点。设滑块所受支持力为FN。op与水平方向的夹角为θ。下列关系正确的是

A.F=Mg/tanθ

B.F=mgtanθ

C.FN=mg/tanθ

D.FN=mgtanθ[例3]如图5所示，轻绳长为L，A端固定在天花板上，B端系一个重量为G的小球，小球静止在固定的半径为R的光滑球面上，小球的悬点在球心正上方距离球面最小距离为h，则轻绳对小球的拉力和半球体对小球的支持力分别是多大？问题三:学会用相似三角形法解特殊平衡问题[练习]如图所示竖直绝缘墙壁上的Q处有一固定

的质点A，Q正上方的P点用丝线悬挂另一质点B，

A、B两质点因为带电而相互排斥，致使悬线与竖直方向成θ角，由于漏电使A、B两质点的带电量逐渐减小。在电荷漏完之前悬线对悬点P的拉力大小:()

A.保持不变；B.先变大后变小；C.逐渐减小；

D.逐渐增大。ABPQθA[例4]如图所示，三角形劈块放在粗糙的水平面上，劈块上放一个质量为m的物块，物块和劈块均处于静止状态，则粗糙水平面对三角形劈块()A.有摩擦力作用，方向向左；B.有摩擦力作用，方向向右；C.没有摩擦力作用；D.条件不足，无法判定．问题四：弄清整体法和隔离法的区别和联系。[练习]（02江苏、河南卷）如图所示，物体a、b和c叠放在水平桌面上，水平为Fb＝5N、

Fc＝10N分别作用于物体b、c上，a、b和c仍保持静止。以f1、f2、f3分别表示a与b、b与c、c与桌面间的静摩擦力的大小，则（）

Af1＝5N，f2＝0，f3＝5N

Bf1＝5N，f2＝5N，f3＝0

Cf1＝0，f2＝5N，f3＝5N

Df1＝0，f2＝10N，f3＝5N07届南京市第一次调研测试

55．如图，位于水平桌面上的木板P，由跨过定滑轮的轻绳与物块Q相连，从滑轮到P和到Q的两段绳都是水平的。已知Q与P之间动摩擦因数为μ，P与桌面之间的动摩擦因数为2μ，木板P与物块Q的质量都是m，滑轮的质量、滑轮轴上的摩擦都不计，若用一水平向右的力F拉P使它做匀速运动，则F的大小为（）A．3μmg

B．4μmgC．5μmg

D．6μmgPQFD

A

θ

B

O

C

mg

[例五]如图所示，质量为m=10kg的物体用细绳OC悬挂在支架上的O点，求细绳OA中张力T大小和轻杆OB受力N大小。问题五:注意“死结”和“活结”问题。

[练习]如图所示，水平横梁一端A插在墙壁,另一端装有小滑轮B，一轻绳一端C固定于墙壁上，另一端跨过滑轮后悬挂一质量为m=10kg的重物，，则滑轮受到绳子作用力为：()

A.50N

B.

NC.100N

D.

N

30o

A

B

C

m

C[例六]如图8-1所示，跨过定滑轮的轻绳两端，分别系着物体A和B，物体A在倾角为θ=370的斜面上，已知物体A的质量为5kg，物体A与斜面间动摩擦因数为μ=0.4,滑轮的摩擦不计,要使物体静止在斜面上,物体B质量的值可能为()

A.1kg

B.3kg

C.4kg

D.5kg问题六：平衡物体的临界问题8．（06年宿迁）在如图所示的装置中，两个光滑的定滑轮的半径很小，表面粗糙的斜面固定在地面上，斜面的倾角为θ＝30°。用一根跨过定滑轮的细绳连接甲、乙两物体，把甲物体放在斜面上且连线与斜面平行，把乙物体悬在空中，并使悬线拉直且偏离竖直方向α＝60°。现同时释放甲乙两物体，乙物体将在竖直平面内振动，当乙物体运动经过最高点和最低点时，甲物体在斜面上均恰好未滑动。已知乙物体的质量为m＝1㎏，若取重力加速度g＝10m/s2。求：甲物体的质量及斜面对甲物体的最大静摩擦力。答案：设甲物体的质量为M，所受的最大静摩擦力为f，则当乙物体运动到最高点时，绳子上的弹力最小，设为T1，

对乙物体T1=mgcosα

此时甲物体恰好不下滑，有：Mgsinθ=f+T1

得：Mgsinθ=f+

mgcosα

当乙物体运动到最低点时，设绳子上的弹力最大，设为T2

对乙物体由动能定理：mgL(1-cosα)=mv2/2

又由牛顿第二定律：T2-mg=mv2/L

此时甲物体恰好不上滑，则有：Mgsinθ+f=T2

得：

Mgsinθ+f=mg(3-2cosα)

可解得：问题七：动态平衡问题[例七]如下图所示，小球被轻质细绳系住，斜吊着放在光滑劈面上，小球质量为10kg，斜面的倾角为θ=30°，向右缓慢推动劈，在这过程中，绳上的张力最小值是（）(g取10m/s2)A.100NB.50NC.ND.0NθF(2008年高考理综重庆卷23)滑板运动是一项非常刺激的水上运动，研究表明，在进行滑板运动时，水对滑板的作用力Fx垂直于板面，大小为kv2，其中v为滑板速率（水可视为静止）.某次运动中，在水平牵引力作用下，当滑板和水面的夹角θ=37°时（题23图），滑板做匀速直线运动，相应的k=54kg/m，入和滑板的总质量为108kg,试求（重力加速度g取10m/s2,sin37°取，忽略空气阻力）：

（1）水平牵引力的大小；

（2）滑