力物體的平衡ppt課件(編輯修改稿)
2025-06-02 12:05 本頁面
【文章內容簡介】 三力平衡狀態(tài)， 如圖 － 所示． 和 的合力 與 大小相等、方向相反．N b N 2 2 N GF Na b ab答 本題正確選項為 C． 解 G a NNG N F F F Faba 1 2 6在 θ 角增大時，重力 的大小、方向都不變； 坡彈力 的方向始終垂直斜坡向左上方，因 此方向不變；隨著 θ 增 大， 方向、大小都變化，因而 、 所組成的平行四邊形不 斷變化，對角線 的方向由 ， ，?， ，?，不斷向下移動，如 圖 － 所示．由圖可見， 的大小先逐漸變小，當 與的方向垂直時 此時 θ 為 176。，亦即 坡與斜坡 垂直， 最小 如圖 － 中的 ，然后 再逐漸變大，最后當 板達到水平狀態(tài)時， 大小等于 ．2 3 F FN ( 90 b a) F ( 2 3F ) F b F Ga4在 θ 角逐漸增大的過程 中， 的大小 即由 和 所組成的三角形的另一邊 圖 － 中的虛線 不斷縮小，直到 板水平時， 等于零為止．此時小球在 板上，處于重力與彈力 的二力平衡狀態(tài)，小球 與斜坡已脫離接觸．N ( G F )( 2 3 ) b Nb Naab例題 3 物體 A在水平力 F1=400N的作用下 ，沿傾角 θ=60 o的斜面勻速下滑 (圖 43甲 )。 物體 A受的重力 G=400N 。 求斜面對物體 A的支持力和物體 A與斜面間的動摩擦系數 μ。 分析： 物體 A作為研究對象 。 物體 A受四個力的作用：豎直向下的重力 G， 水平向右的力 F1， 垂直于斜面斜向上方的支持力 F2， 平行于斜面向上的滑動摩擦力 F3(圖43乙 )。 其中 G和 F1是已知的 。 由滑動摩擦定律 F3＝ μF2可知 ， 求得 F2和 F3， 就可以求出 μ。 物體 A在這四個共點力的作用下處于平衡狀態(tài) 。 分別在平行和垂直于斜面的方向列出物體的平衡方程 ， 即可求出 F2和 F3 。 解： 取平行于斜面的方向為 x軸 ， 垂直于斜面的方向為 y軸 ， 分別在這兩個方向上應用平衡條件求解 。 由平衡條件可知 ， 在這兩個方向上的合力 Fx合 和 Fy合 。 應分別等于零 ， 即 Fx合 ＝ F3+F1cosθGsinθ＝ 0 (1) Fy合 ＝ F2+F1sinθGcosθ＝ 0 (2) 由 (2)式可解得 F2＝ Gcosθ+F1 sinθ＝ 546N 由 (1)式可解得 F3＝ G sinθF1cosθ＝ 146N 所以 μ＝ F3/ F2＝ 由上面兩道題可以知道 ， 解力的平衡問題 ， 也要先分析物體的受力情況 ， 然后才能根據平衡條件列出方程求解 。 思考題 如圖 4— 6所示 ， 物體在五個共點力的作用下保持平衡 。 如果撤去力 Fl 。 而保持其余四個力不變 。 這四個力的合力的大小和方向是怎樣的 ？ 例題 4 一個物體 A重量為 G牛 ， 放在粗糙的水平面上 ， 物體與水平面間的摩擦因數為 μ． 如圖所示 ， 為使拉動此物體的力最小 ， 則拉力的方向是應該水平 ， 還是斜向上 ？ 分析 :有些同學錯誤地認為，斜向上方拉物體，則拉動物體的水平分力就要減小，因此不易拉動物體．其實，拉力的堅直分力能夠減小物體對水平面的正壓力，從而使物體所受的最大靜摩擦力減小．因此 ,為使拉動此物體的力最小 ,拉力的方向不一定是水平的 . 物體沿水平方向力的平衡方程為 Fcosθ=μ（ GFsinθ） 解得 解答： 設物體正處于拉動和未被拉動的臨界狀態(tài) 。 物體的受力情況如圖 ， 且拉力 F與水平向的夾角為 θ。 F = Gμμ θ θ 。s i n c o s?為使拉力 F最小 ， μsinθ+cosθ應取最大 。 設： y=μsinθ+cosθ． 那么 tg = 1φ μ有最大值時即當當 ya rc t ga rc t g ,190,90 ????? ??????? θ ）（ φμθ ）φθφ（μθ ）μθμμ（μ???s i n1+=c o ss i ns i nc o s1+=c o s1+1s i n1+1+=y22222拉力 F有最小值 y = + 1m a x 2μ 1+G=F2m i x。μ?例題 5 如圖 （ a） 所示 ， 半徑為 R的光滑球 ， 重為 G；光滑木塊厚 為 ；重為 。用至少多大的水平力 推木塊才能使球離開地 面？h G F1分析 : 球在離開地面前受四個力的作用，它們是 ,重力、墻的彈力、木塊的支持力、地面的支持力．當球恰好離開地面時，地面的支持力減為零，木塊的支持力在豎直方向的分力促使球上升． 解答： 解法一： 首先隔離球 ， 受力如圖 （ b） 所示 ， 由平衡條件知： 相似有等大反向，根據三解形的合力與和 GNN 21NGOCOBRR h2 ? ?? （ ）1再隔離木塊 ， 受力如圖 （ c） 所示 ， 據水平方向力的平衡有 而 F = N s i n 22 ′ θ （ ）
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