江苏省亭湖高级中学高一物理竞赛辅导(三)力共点力下物体的平衡正式版讲义.pptVIP

高一竞赛辅导三： 力 共点力下物体的平衡;一、力学中常见的几种力;重心：从效果上看，我们可以认为物体各部分受到的重力作用集中于一点，这一点叫做物体的重心。 质心：物体的质量中心。物体的质心只与物体各部分质量分布有关，而与重力无关。所以，质心概念对处于任何位置的任何物体都具有意义。;弹力：物体发生弹性变形后，其内部原子相对位置改变，而对外部产生的宏观反作用力。中学里，把物体由于发生弹性形变而作用于迫使它发生形变的物体上的力叫弹力。弹力的方向沿两物体接触面的法线方向，弹力的大小取决于变形的程度，弹簧的弹力，遵循胡克定律，在弹性限度内，弹簧弹力的大小与形变量（伸长或压缩量）成正比。;一、力学中常见的几种力——弹力;例：（弹簧问题）一根轻质弹簧，其劲度系数为k。现在弹簧1/3处用工具将其剪断，则原弹簧变成长度分别为原来的1/3和2/3的两根新弹簧。试分别求出两根新弹簧的劲度系数。;例：（弹簧问题）一根轻质弹簧，其劲度系数为k，下面挂重物为G的伸长量为l1，现在把该弹簧剪为相等的两段再相并使用，下面仍挂重物为G，问这时新弹簧的伸长量l2为多少。 ;摩擦力：两个互相接触的物体间有相对运动或者有相对运动趋势时，这两个物体的接触面上就会出现阻碍相对运动的进行或者是阻碍相对运动的发生的力，这就是摩擦力。 不仅固体与固体的接触面上有摩擦，固体与液体的接触面或固体与气体的接触面上也有摩擦，我们主要讨论固体与固体间的摩擦。;一、力学中常见的几种力——摩擦力; 当两个相互接触的物体之间有相对滑动时，产生的摩擦力为滑动摩擦力。滑动摩擦力的方向与相对运动的方向相反,其大小与两物体间的正压力成正比。 ;在通常情况下， 与 可不加区别，两物体维持相对静止的动力学条件为静摩擦力的绝对值满足。;一、力学中常见的几种力——摩擦角;在一般情况下，静摩擦力f0 未达到最大值，即;例：（摩擦角问题）如图所示，用绳通过定滑轮拉物块，使物块在水平面上从图示位置开始沿地面匀速直线运动，若物块与地面的摩擦因素u1 ，滑轮的质量及摩擦不计，则物块运动过程中，以下判断正确的是（ ）。 A.绳子的拉力将保持不变 B.绳子的拉力将不断增大 C.地面对物块的摩擦力不断减小 D.物块对地面的压力不断减小 ;二、力的合成与分解;; 力的分解是力的合成的逆运算，也遵循力的平行四边形法则，一般而言，一个力分解为两力有多解答。 为得确定解还有附加条件，通常有以下三种情况： ①已知合力和它两分力方向，求这两分力大小。这有确定的一组解答。 ②已知合力和它的一个分力，求另一个分力。这也有确定的确答。 ③已知合力和其中一个分力大小及另一个分力方向，求第一个合力方向和第二分力大小，其解答可能有三种情况：一解、两解和无解。 ;力的分解;三、共点力作用下物体的平衡; 通过控制某一物理量，使物体的状态发生缓慢变化，在这一变化过程中，我们可以认为物体每时每刻都是处于平衡状态的。;如果物体在三个力作用下平衡，则此三力一定共点、一定在同一个平面内，如图所示，且满足下式（拉密定理）：;(拉密定理)如图,小球被轻质细绳系住斜吊着放在静止的光滑劈面上.设小球重力为G,劈的倾角为θ,悬绳与竖直方向夹角为α.试求:(1)悬绳对小球的拉力T和劈面对小球的支持力FN的大小;（2）若将斜面向左移一小段，则拉力和支持力如何变化？;;;三个力平衡的特点： 1)若三力不平行，则必共面且共点 2)任意两个力的合力与第三个力等大反向 3)任意两个力分居于另一力作用线的两侧 4)三力首尾相连构成一封闭的矢量三角形;（例：三力汇交原理）如图所示，有一均匀梯子AB斜靠在竖直墙上处于静止状态，假设墙面光滑，地面粗糙，则地面对梯子的作用力可能沿（ ） A．F1的方向 B．F2的方向 C．F3的方向 D．F4的方向　;物体的平衡;（竞赛训练）一架均匀梯子，一端放置在水平地面上，另一端靠在竖直的墙上，同图所示，梯子与地面及梯子与墙的静摩擦系数分别为μ1、μ2，求梯子能平衡时与地面所成的最小夹角。 ;解析：系统达到临界平衡状态（极限平衡状态）时，即梯子与水平所成的夹角最小时，各处摩擦力均达到最大值。现把两端点的受力分别用水平面对梯子的作用力F1以及竖直墙面对梯子的作用力F2表示，则梯子就只受三个力，由三力汇交，且三个力必共点。;如图所示;例：（自锁问题）一般教室门上都安装一种暗锁，这种暗锁由外壳A、骨架B、弹簧C(劲度系数为k)、锁舌D(倾斜角θ=45°)、锁槽E，以及连杆、锁头等部件组成，如图甲所示。设锁舌D的侧面与外壳A和锁槽E之间的摩擦因数均为μ，最大静摩擦力fm由fm=μN(N为正压力)求得。有一次放学后，当某同学准备关门时，无论用多大的力，也不能将门关上(这种现象称为自锁)，此