2012高考总复习物理课件7共点力作用下物体的平衡.pptVIP

图8 应用3—1　如图8所示，将重为G的物体A放在倾角为30°的斜面上，A与斜面间的动摩擦因数μ＝0.1，那么对A施加一个多大的水平力F，可使A物体保持静止？(设A所受最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等)． 解析：当物体A有沿斜面向上的运动趋势时，其受力如图9甲所示． 图9 沿斜面、垂直斜面建立坐标系：对图甲，由平衡条件得： 在x轴上：Fcosα＝Gsinα＋Ff① 在y轴上：FN＝Fsinα＋Gcosα② 且摩擦力Ff＝μFN③ 由以上三式得：F＝ ＝0.72G 当物体A有沿斜面向下的运动趋势时，其受力如图乙所示． 在x轴上：Fcosα＋Ff＝Gsinα④ 在y轴上：FN＝Gcosα＋Fsinα⑤ 且摩擦力Ff＝μFN⑥ 由④⑤⑥得作用力F＝ ＝0.45G 考虑两个结果可知，水平力F的取值范围为0.45G≤F≤0.72G. 答案：0.45G≤F≤0.72G 图10 1.(2008.海南高考)如图10，质量为M的楔形物块静置在水平地面上，其斜面的倾角为θ.斜面上有一质量为m的小物块，小物块与斜面之间存在摩擦，用恒力F沿斜面向上拉小物块，使之匀速上滑．在小物块运动的过程中，楔形物块始终保持静止．地面对楔形物块的支持力为 (　　) A．(M＋m)g　　　　　　 B．(M＋m)g－F C．(M＋m)g＋Fsinθ D．(M＋m)g－Fsinθ 解析：m匀速上滑，M静止，均为平衡态，将m、M作为系统，在竖直方向有Mg＋mg＝N＋Fsinθ得N＝(Mg＋mg)－Fsinθ，即D正确，ABC错误． 答案：D 图11 2．木块A、B分别重50 N和60 N，它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.25.夹在A、B之间的轻弹簧被压缩了2 cm，弹簧的劲度系数为400 N/m.系统置于水平地面上静止不动．现用F＝1 N的水平拉力作用在木块B上，如图11所示，力F作用后 (　　) A．木块A所受摩擦力大小是12.5 N B．木块A所受摩擦力大小是11.5 N C．木块B所受摩擦力大小是9 N D．木块B所受摩擦力大小是7 N 解析：物体B受弹簧水平向右的弹力T＝kx＝400×0.02 N＝8 N，水平向右的外力F＝1 N．即水平向右的合力为T＋F＝9 N．而地面对B的滑动摩擦力为f＝μN＝0.25×60 N＝15 N，所以B静止不动，应受力平衡．所以B受到水平向左的静摩擦力f＝8 N＋1 N＝9 N，A受的静摩擦力水平向右，大小为8 N．所以C项正确． 答案：C 3.(2008.江苏高考)一质量为M的探空气球在匀速下降，若气球所受浮力F始终保持不变，气球在运动过程中所受阻力仅与速率有关，重力加速度为g，现欲使该气球以同样速率匀速上升，则需从气球吊篮中减少的质量为 (　　) 图12 答案：A 图13 4.(2009.山东高考)如图13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的作用下静止于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 (　　) 图14 解析：本题主要考查受力分析和共点力平衡，意在考查考生受力分析和运用数学知识处理物理问题的能力．物体受力情况如图14所示，由物体的平衡条件可得FNsinθ＝mg，FNcosθ＝F，联立解得FN＝mg/sinθ，F＝mg/tanθ，故只有A正确． 答案：A 图15 5．如图15所示，质量为M的直角三棱柱A放在水平地面上，三棱柱的斜面是光滑的，且斜面倾角为θ.质量为m的光滑球放在三棱柱和光滑竖直墙壁之间，A和B都处于静止状态，求地面对三棱柱的支持力和摩擦力各为多少？ 解析：选取B为研究对象，它受到重力mg、三棱柱对它的支持力FNB、墙壁对它的弹力F的作用(如图16甲所示)而处于平衡状态，根据平衡条件有： 图16 竖直方向上：FNBcosθ＝mg 水平方向上：FNB·sinθ＝F 解得F＝mgtanθ 再以A和B整体为研究对象，它受到重力(M＋m)g、地面支持力FN、墙壁的弹力F和地面的摩擦力Ff的作用(如图乙所示)而处于平衡状态．根据平衡条件有： FN－(M＋m)g＝0　F＝Ff 可得：FN＝(M＋m)g，Ff＝F＝mgtanθ. 答案：(M＋m)g　mgtanθ * * 课时7　共点力作用下物体的平衡 ?基础梳理? 1．共点力：作用于物体上