物体的受力动态平衡分析及典型例题.docx

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物体的受力动态平衡分析及典型例题

物体的受力（动态均衡）剖析及典范例题

受力剖析就是剖析物体的受力,受力剖析是研讨力学问题的基本,是研讨力学问题的症结.

受力剖析的根据是各类力的产生前提及偏向特色.

一.几种罕有力的产生前提及偏向特色.

1.重力.

重力是因为地球对物体的吸引而使物体受到的力,只要物体在地球上,物体就会受到重力.

重力不是地球对物体的引力.重力与万有引力的关系是高中物理的一个小难点.

重力的偏向：

竖直向下.

2.弹力.

弹力的产生前提是接触且产生弹性形变.

断定弹力有无的办法：

假设法和活动状况剖析法.

弹力的偏向与施力物体形变的偏向相反,与施力物体恢复形变的偏向雷同.

弹力的偏向的断定：

面面接触垂直于面,点面接触垂直于面,点线接触垂直于线.

【例1】如图1—1所示,断定接触面临球有无弹力,已知球静止,接触面滑腻.图a中接触面临球无弹力;图b中斜面临小球有支撑力.

【例2】如图1—2所示,断定接触面MO.ON对球有无弹力,已知球静止,接触面滑腻.程度面ON对球有支撑力,斜面MO对球无弹力.

【例3】如图1—4所示,画出物体A所受的弹力.

a图中物体A静止在斜面上.

b图中杆A静止在滑腻的半圆形的碗中.

c图中A球滑腻,O为圆心,O＇为重心.

【例4】如图1—6所示,小车上固定着一根弯成α角的曲杆,杆的另一端固定一个质量为m的球,试剖析下列情况下杆对球的弹力的大小和偏向：

（1）小车静止;

（2）小车以加快度a程度向右加快活动;（3）小车以加快度a程度向左加快活动;（4）加快度知足什么前提时,杆对小球的弹力沿着杆的偏向.

3.摩擦力.

摩擦力的产生前提为：

（1）两物体互相接触,且接触面光滑;

（2）接触面间有挤压;（3）有相对活动或相对活动趋向.

摩擦力的偏向为与接触面相切,与相对活动偏向或相对活动趋向偏向相反.

断定摩擦力有无和偏向的办法：

假设法.活动状况剖析法.牛顿第三定律剖析法.

【例5】如图1—8所示,断定下列几种情况下物体A与接触面间有.无摩擦力.

图a中物体A静止.图b中物体A沿竖直面下滑,接触面光滑.图c中物体A沿滑腻斜面下滑.图d中物体A静止.

图a中无摩擦力产生,图b中无摩擦力产生,图c中无摩擦力产生,图d中有摩擦力产生.

【例6】如图1—9所示为皮带传送装配,甲为自动轮,传动进程中皮带不打滑,P.Q分离为两轮边沿上的两点,下列说法准确的是：

（B）

A．P.Q两点的摩擦力偏向均与轮迁移转变偏向相反

B．P点的摩擦力偏向与甲轮的迁移转变偏向相反,

Q点的摩擦力偏向与乙轮的迁移转变偏向雷同

C．P点的摩擦力偏向与甲轮的迁移转变偏向雷同,

Q点的摩擦力偏向与乙轮的迁移转变偏向相反

D．P.Q两点的摩擦力偏向均与轮迁移转变偏向雷同

【例7】如图1—10所示,物体A叠放在物体B上,程度地面滑腻,外力F感化于物体B上使它们一路活动,试剖析两物体受到的静摩擦力的偏向.

【例8】如图1—12所示,A.B两物体竖直叠放在程度面上,今用程度力F拉物体,两物体一路匀速活动,试剖析A.B间的摩擦力及B与程度面间的摩擦力.

二.受力剖析的步调：

（1）肯定研讨对象,可所以某个物体也可所以整体.高中物理中受力剖析的研讨对象大多半可算作质点.

（2）按次序画力：

a．先画重力：

感化点画在物体的重心,偏向竖直向下.

b．次画已知力

c．再画接触力（弹力和摩擦力）：

看研讨对象跟四周其他物体有几个接触点（面）,先对某个接触点（面）剖析,如有挤压,则画出弹力,若还有相对活动或相对活动的趋向,则再画出摩擦力.剖析完一个接触点（面）后,再依次剖析其他的接触点（面）.

d．再画其它力：

看是否有电场力.磁场力感化,如有则画出.

（3）验证：

a.每一个力都应找到对应的施力物体和受力物体.对哪个物体进行受力剖析,哪个物体就是每一个力的受力物体.

物体的活动状况对应.

【例9】如图1—13所示,竖直墙壁滑腻,剖析静止的木杆受哪几个力感化.

三.受力剖析的办法：

整体法和隔离法.

整体法

隔离法

概念

将几个物体作为一个整体来剖析的办法

将研讨对象与四周物体分离隔的办法

选用原则

研讨体系外的物体对体系整体的感化力

研讨体系内物体之间的互相感化力

留意问题

剖析整体四周其他物体对整体的感化.而不画整体内部物体间的互相感化.

剖析它受到四周其他物体对它的感化力

【例10】如图1—14所示,Ａ.Ｂ.Ｃ叠放于程度地面上,加一程度力Ｆ,三物体仍静止,剖析Ａ.Ｂ.Ｃ的受力情况.

【总结】用隔离法剖析物体受力时应将研讨的物体单独拿出来,不要都画在一路,以免消失凌乱.隔离法剖析物体受力时要特殊留意牛顿第三定律剖析法的应用.给每个力起好名字.

【例11】如图1—15所示,物体Ａ.Ｂ静止,画出Ａ.Ｂ的受力争.

【例12】如图1—16所示,用两雷同的夹板夹住三个重为G的物体A.B.C,三个物体均保持静止,请剖析各个物体的受力情况.

【例13】如图1—18所示,放置在程度地面上的直角劈M上有一个质量为m的物体,若m在其上匀速下滑,Ｍ仍保持静止,那么准确的说法是（AC）

A.Ｍ对地面的压力等于（M+m）g

B.Ｍ对地面的压力大于（M+m）g

将物体受到的各个力向两个互相垂直的偏向上分化,然后列出两个均衡方程.

五.物体的动态均衡

（一）共点力的均衡

1.共点力：

物体受到的各力的感化线或感化线的延伸线能订交于一点的力.

2.均衡状况：

在共点力的感化下,物体处于静止或匀速直线活动的状况.

3.共点力感化下物体的均衡前提：

合力为零,即

0.

4.力的均衡：

感化在物体上几个力的合力为零,这种情况叫做力的均衡.

（1）若处于均衡状况的物体仅受两个力感化,这两个力必定大小相等.偏向相反.感化在一条直线上,即二力均衡.

（2）若处于均衡状况的物体受三个力感化,则这三个力中的随意率性两个力的合力必定与另一个力大小相等.偏向相反.感化在一条直线上.

（3）若处于均衡状况的物体受到三个或三个以上的力的感化,则宜用正交分化法处理,此时的均衡方程可写成：

（二）物体的动态均衡问题

物体在几个力的配合感化下处于均衡状况,假如个中的某个力（或某几个力）的大小或偏向,产生变更时,物体受到的其它力也会随之产生变更,假如在变更的进程中物体仍能保持均衡状况,我们就可以根据均衡前提,剖析出物体受到的各力的变更情况.

剖析办法：

（1）矢量三角形法

①假如物体在三个力感化下处于均衡状况,个中只有一个力的大小和偏向产生变更,而别的两个力中,一个大小.偏向均不变更;一个只有大小变更,偏向不产生变更的情况.

②假如物体在三个力感化下处于均衡状况,个中一个力的大小和偏向产生变更时,物体受到的别的两个力中只有一个大小和偏向保持不变,另一个力的大小和偏向也会产生变更的情况下,斟酌三角形的类似关系.

例题与习题：

1．如图所示,小球用细绳系住放在倾角为

的滑腻斜面上,当细绳由程度偏向逐渐向上偏移时,细绳上的拉力将：

A．逐渐变大

B．逐渐变小

C．先增大后减小

D．先减小后增大

2．滑腻的半球形物体固定在程度地面上,球心正上方有一滑腻的小滑轮,轻绳的一端系一小球,靠放在半球上的A点,另一端绕过定滑轮后用力拉住,使小球静止,如图所示.现迟缓的拉绳,在小球沿球面由A到B的进程中,半球对小球的支撑力N和绳对小球的拉力T的大小变更情况是：

A.N变大,T变小B.N变小,T变大

C.N变小,T先变大后变小D.N不变,T变小

3.如图33所示,长为5m的细绳的两头分离系于竖立在地面上相距为4m的两杆的顶端A.B,绳上挂一个滑腻的轻质挂钩,其下连着一个重为12N的物体,均衡时,问：

①绳中的张力T为若干?

②A点向上移动少许,从新均衡后,绳与程度面夹角,绳中张力若何变更?

4.如图34所示,AO.BO和CO三根绳索能推却的最大拉力相等,O为结点,OB与竖直偏向夹角为θ,吊挂物资量为m.

求

OA.OB.OC三根绳索拉力的大小.

②A点向上移动少许,从新均衡后,绳中张力若何变更？

六精题精练.

1.如图所示,质量分离为m1.m2的两个物体经由过程轻弹簧衔接,在力

的感化下一路沿程度偏向做匀速直线活动（m1在地面,m2在空中）,力F与程度偏向成θ角.则m1所受支撑力N和摩擦力f准确的是（）

A.N=m1g+m2g-Fsinθ

B.N=m1g+m2g-Fcosθ

θ

θ

2.如图所示,用两雷同的夹板夹住四个重为G的物体A.B.C.D.E,五个物体均保持静止,则BC间的摩擦力为.

3.自行车正常行驶时,前轮所受摩擦力向,后轮所受摩擦力向.

4.如图所示,将质量为m的滑块放在倾角为θ的固定斜面上.滑块与斜面之间的动摩擦因数为μ.若滑块与斜面之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力大小相等,重力加快度为g,则（）

（A）将滑块由静止释放,假如μ＞tanθ,滑块将下滑

（B）给滑块沿斜面向下的初速度,假如μ＜tanθ,滑块将减速下滑

（C）用平行于斜面向上的力拉滑块向上匀速滑动,假如μ=tanθ,拉力大小应是2mgsinθ

（D）用平行于斜面向下的力拉滑块向下匀速滑动,假如μ=tanθ,拉力大小应是mgsinθ

5.如图,将物体Q迟缓向右移动一点,P.Q始终均衡,物体Q所受的力中,增大的是（）

A.绳索所给的拉力B.地面所给的支撑力

C.地面所给的摩擦力D.以上各力均不增大

6.如图所示,物体m与斜面体M一路静止在程度面上.若将斜面的倾角θ稍微增大一些,且物体m仍静止在斜面上,则（）

A.斜面体对物体的支撑力变小

B.斜面体对物体的摩擦力变大

C.程度面与斜面体间的摩擦力变大

D.程度面与斜面体间的摩擦力变小

7.如图2所示,用细绳衔接用同种材料制成的a和b两个物体.它们恰能沿斜面向下作匀速活动,且绳索刚好伸直,关于a.b的受力情况（）

A．a受3个力,b受4个力

B．a受4个力,b受3个力

C．a.b均受3个力

D．a.b均受4个力

8.如图,质量为m的物体置于倾角为θ的固定斜面上,物体与斜面之间的动摩擦因数为μ,先用平行于斜面的推力F1感化于物体上,能使其能沿斜面匀速上滑,若改用程度推力F2感化于物体上,也能使物体沿斜面匀速上滑,则两次力之比F1：

F2等于（）

A.cosθ+μsinθB.cosθ-μsinθ

C.1+μtanθD.1-μtanθ

9.建筑工人用图所示的定滑轮装配输送建筑材料.质量为70.0kg的工人站在地面上,经由过程定滑轮将20.0kg的建筑材料以0.500m／s2的加快度拉升,疏忽绳索和定滑轮的质量及定滑轮的摩擦,则工人对地面的压力大小为（g取lOm／s2）（）

A．510NB．490N

C．890ND．910N

10.为了节俭能量,某商场装配了智能化的电动扶梯.无人乘行时,扶梯运转得很慢;有人站上扶梯时,它会先慢慢加快,再匀速运转.一顾客乘扶梯上楼,正好阅历了这两个进程,如图所示.那么下列说法中准确的是（）

A.顾客始终受到三个力的感化

B.顾客始终处于超重状况

C.顾客对扶梯感化力的偏向先指向左下方,再竖直向下

D.顾客对扶梯感化力的偏向先指向右下方,再竖直向下

11.重力为G的重物D处于静止状况.如图所示,AC和BC两段绳索与竖直偏向的夹角分离为α和β.α＋β＜90°.现保持α角不变,转变β角,使β角迟缓增大到90°,在β角增大进程中,AC的张力T1,BC的张力T2的变更情况为：

（）

A．T1逐渐增大,T2也逐渐增大

B．T1逐渐增大,T2逐渐减小

C．T1逐渐增大,T2先增大后减小

D．T1逐渐增大,T2先减小后增大

12.如图所示,平均小球放在滑腻竖直墙和滑腻斜木板之间,木板上端用程度细绳固定,下端可以绕O点迁移转变,在放长细绳使板转至程度的进程中（包含程度）：

（）

A．小球对板的压力逐渐增大且恒小于球的重力

B．小球对板的压力逐渐减小且恒大于球的重力

C．小球对墙的压力逐渐增大

D．小球对墙的压力逐渐减小

13．有一个直角支架AOB,AO是程度放置,概况光滑．OB竖直向下,概况滑腻．OA上套有小环P,OB套有小环Q,两环质量均为m,两环间由一根质量可以疏忽．不成伸长的细绳相连,并在某一地位均衡,如图所示．现将P环向左移一小段距离,两环再次达到均衡,那么移动后的均衡状况和本来的均衡状况比拟较,AO杆对P的支撑力FN和细绳上的拉力F的变更情况是：

（）

A．FN不变,F变大B．FN不变,F变小

C．FN变大,F变大D．FN变大,F变小

14.如图所示,两个质量都是m的小球A.B用轻杆衔接后斜放在墙上处于均衡状况.已知竖直墙面滑腻,程度地面光滑,现将A向上移动一小段距离,两球再次均衡,那么将移动后的均衡状况和本来的均衡状况比较,地面临B球的支撑力N和轻杆上的压力F的变更情况是：

（）

A.N不变,F变大B.N不变,F变小

C.N变大,F变大D.N变大,F变小

15．如图,轻杆A端用滑腻程度搭钮装在竖直墙面上,B端用程度绳结在墙C处并吊一重物P,在程度向右力F徐徐拉起重物P有进程中,杆AB所受压力（）

A．变大B.变小

1AC2略3略4C5BC6AB7C8B9B10C11D12D13B14B15D