2009届高三物理复习（第一轮）物体的平衡.docVIP

2009届高三物理复习（第一轮） 第一讲 物体的平衡 （一）知识点预览 （二）平衡的要点： Ⅰ]物体的平衡条件： 此类题的关键，在于对物体的正确的受力分析，列出平衡方程组。 Ⅱ]物体的动态平衡 ①有些物体在运动中合力始终为零，称动态平衡； ②此类题的常用解法：受力图分析法。 Ⅲ]处理常用方法： ①正交分析 ②整体分析法 ③隔离分析法 ④力三角图分析法 （三）例题辨析和方法指导： 例1．所受重力为G的木块放在木板AB上，以B端着地，在A端用竖直向上的力F使木板缓缓向上倾斜，在木块相对静止在木板上的过程中（BD ） A．木块对木板的压力增大 B．木块受的静摩擦增大 C．拉力F逐渐减小 D．拉力F的力矩逐渐减小 对木块用力三角分析法，木板用隔离分析法 例2．均匀棒AB重G＝8N，Ａ端用细轻绳悬于O点．用水平力F拉棒的B端，当棒平衡时OA与竖直方向的夹角α＝37°（取sin37°＝0.6）,如图所示,求水平拉力F和绳OA中拉力T. 分析与解 棒仅受G、T、F三个力作用而平衡， 故此三力共点．如图5所示，三力的作用线均过C点，以过C点的水平直线为x轴，竖直线为y轴，应用正交法，由ΣFx＝0、ΣFy＝0，有： F－Tsinα＝0 G－Tcosα＝0 从而解出F＝6N，T＝10N． 例3．如图,两竖直固定杆间相距4m，轻绳系于两杆上的A、B两点，A、B间的绳长为5m．重 G＝80N的物体p用重力不计的光滑挂钩挂在绳上而静止，求绳中拉力T． 分析与解 如前所述，光滑挂钩两侧的绳为同一根绳，它们的拉力相等，均为T，如图所示.由 ΣFx＝0，ΣFy＝0，有： Tcosα－Tcosβ＝0 Tsinα＋ Tsinβ＝G 解出α＝β，T＝． 设O点到两杆的水平距离分别为a和b, 则a＝cosα，ｂ＝cosβ＝cosα故有 a＋b＝（＋）cosα(式中＋为绳长).解出cosα＝＝, sinα＝ 从而进一步解出T＝66.7N. 例4．如图所示，电灯悬挂于两墙之间，更换绳OA，使连接点A向上移，但保持O点位置不变，则A点向上移时，绳OA的拉力： （ D ） A.逐渐增大 B.逐渐减小 C.先增大后减小 D.先减小后增大 解答与分析：O点只受三个力，过程中O点受力始终平衡，用力三角分析法对O点的动态平衡作图分析，可得答案，如图所示。 例5．如图所示，上表面水平的物体A单独放在固定斜面上时，恰好能沿斜面匀速下滑．若将另一个物体B轻轻地放置在物体A上，使A、B共同沿该斜面下滑，下列说法中正确的是 （ C ） A. A和B将共同加速下滑 B. A和B将共同减速下滑 C. A和B将共同匀速下滑 D.物体A受到的合力增大 解答与分析：由于A、B是连接体，受力与A单独受力相同，沿斜面建立坐标，对A作图分析,应有 得，即f与mg无关 当A、B共同运动时，上式仍成立，A、B仍能保持平衡。 例6．质量为m的物块与水平面间的动摩擦因数为μ，为使物块沿水平面做匀速直线运动，则所施加的拉力至少应为多大？ 解析：取物块为研究对象，在与水平面夹θ角斜向右上方的拉力F作用下，物块沿水平面向右做匀速直线运动，此时，物块的受力情况如图所示，建立起水平向右为x轴正方向、竖直向上为y轴正方向的直角坐标系，沿两坐标轴方向列出平衡方程为 Fcosθ－f=0 Fsinθ+N－mg=0. 考虑到动摩擦力f与正压力N间的关系，又有 f=μN. 由上述三个方程消去未知量N和f，将F表示为θ的函数， 得 F=μmg/（cosθ+μsinθ）， 对上述表达式作变换，又可表示为 F=， 其中 tanα=μ. 由此可知，当θ=arctanμ时，拉力F可取得最小值 Fmin=μmg/. 解：其实，此例题可用“几何方法”分析求解：对物块做匀速直线运动时所受的四个力来说，重力mg的大小、方向均恒定；拉力F的大小和方向均未确定；由于支持力N与动摩擦力f的比值是确定的，做其合力R的大小未确定而方向是确定的（与竖直线夹α角），于是，