動(dòng)態(tài)平衡、整體法與隔離法(編輯修改稿)
2024-07-15 07:40 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 力F而處于平衡狀態(tài)， 有：FA＝F＋FBcosθ，F(xiàn)Bsinθ＝mg， 因?yàn)棣炔蛔?，所以FB不變． 再以O(shè)點(diǎn)進(jìn)行研究，O點(diǎn)受到OA繩的拉力，方向不變，沿著OA繩水平向左，OB繩的拉力，大小和方向都不變，OC繩的拉力，大小和方向都可以變化，O點(diǎn)處于平衡狀態(tài)，因此這三個(gè)力構(gòu)成一個(gè)封閉的矢量三角形(如圖)， 剛開始FC由豎直方向逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)到圖中的虛線位置， 因此FA和FC同時(shí)增大， 又FA＝F＋FBcosθ，F(xiàn)B不變，所以F增大，所以B正確． 答案：B 晶品質(zhì)心_新浪博客 二、物體平衡中的臨界和極值問(wèn)題 臨界問(wèn)題： (1)平衡物體的臨界狀態(tài)：物體的平衡狀態(tài)將要變化的狀態(tài)?！ ∥锢硐到y(tǒng)由于某些原因而發(fā)生突變(從一種物理現(xiàn)象轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N物理現(xiàn)象，或從一種物理過(guò)程轉(zhuǎn)入到另一物理過(guò)程的狀態(tài))時(shí)所處的狀態(tài)，叫臨界狀態(tài)。 臨界狀態(tài)也可理解為“恰好出現(xiàn)”和“恰好不出現(xiàn)”某種現(xiàn)象的狀態(tài)?！ ?2)臨界條件：涉及物體臨界狀態(tài)的問(wèn)題，解決時(shí)一定要注意“恰好出現(xiàn)”或“恰好不出現(xiàn)”等臨界條件。 晶品質(zhì)心_新浪博客 平衡物體的臨界問(wèn)題的求解方法一般是采用假設(shè)推理法，即先假設(shè)怎樣，然后再根據(jù)平衡條件及有關(guān)知識(shí)列方程求解。解決這類問(wèn)題關(guān)鍵是要注意“恰好出現(xiàn)”或“恰好不出現(xiàn)”?！ O值問(wèn)題： 極值是指平衡問(wèn)題中某些物理量變化時(shí)出現(xiàn)最大值或最小值?！ ∑胶馕矬w的極值，一般指在力的變化過(guò)程中的最大值和最小值問(wèn)題。 【例4】如圖所示，物體的質(zhì)量為2kg，兩根輕繩AB和AC的一端連接于豎直墻上，另一端系于物體上，在物體上另施加一個(gè)方向與水平線成θ＝60176。的拉力F，若要使兩繩都能伸直，求拉力F的大小范圍?！ 痉椒ㄌ釤挕孔プ☆}中“若要使兩繩都能伸直”這個(gè)隱含條件，它是指繩子伸直但拉力恰好為零的臨界狀態(tài)。當(dāng)AC恰好伸直但未張緊時(shí)，F(xiàn)有最小值；當(dāng)AB恰好伸直但未張緊時(shí)，F(xiàn)有最大值?！ 纠?】如圖所示，一球A夾在豎直墻與三角劈B的斜面之間，三角劈的重力為G，劈的底部與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，劈的斜面與豎直墻面是光滑的。問(wèn)：欲使三角劈靜止不動(dòng)，球的重力不能超過(guò)多大?(設(shè)劈的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力) 晶品質(zhì)心_新浪博客 【方法提煉】處理平衡物理中的臨界問(wèn)題和極值問(wèn)題，首先仍要正確受力分析，搞清臨界條件并且要利用好臨界條件，列出平衡方程，對(duì)于分析極值問(wèn)題，要善于選擇物理方法和數(shù)學(xué)方法，做到數(shù)理的巧妙結(jié)合。對(duì)于不能確定的臨界狀態(tài)，我們采取的基本思維方法是假設(shè)推理法，即先假設(shè)為某狀態(tài)，然后再根據(jù)平衡條件及有關(guān)知識(shí)列方程求解?！ ∪鐖D所示，在質(zhì)量為1kg的重物上系著一條長(zhǎng)30cm的細(xì)繩，細(xì)繩的另一端連著套在水平棒上可以滑動(dòng)的圓環(huán)，另有一條細(xì)繩，其一端跨過(guò)定滑輪，．當(dāng)細(xì)繩的端點(diǎn)掛上重物G，而圓環(huán)將要滑動(dòng)時(shí)，試問(wèn)： (1)長(zhǎng)為30cm的細(xì)繩的張力是多少？ (2)圓環(huán)將要開始滑動(dòng)時(shí)，重物G的質(zhì)量是多少？ (3)角φ多大？(環(huán)的重力忽略不計(jì)) 解析：因?yàn)閳A環(huán)將要開始滑動(dòng)，所以可以判定本題是在共點(diǎn)力作用下物體的平衡問(wèn)題． 由平衡條件Fx＝0，F(xiàn)y＝0， 建立方程有：μFN－FTcosθ＝0，F(xiàn)N－FTsinθ＝0?！ ∷詔anθ＝1/μ，θ＝arctan(1/μ)＝arctan(4/3). 設(shè)想：過(guò)O作OA的垂線與桿交于B′點(diǎn)，由A
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