上科版高一上2-d共點力的平衡1(編輯修改稿)
2024-12-24 01:32 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 (1)A、 B一起向右勻速運動 ， 系統(tǒng)合力為零 ． (2)A與桿間的摩擦力為滑動摩擦力 ． (3)風(fēng)對 B球的風(fēng)力始終沿水平方向 ． [嘗試解答 ] 先取 A、 B整體為研究對象受力分析如圖甲所示 ， 由平衡條件得： FAN＝ (mA＋ mB)g， FfA＝ F， 可知桿對 A的支持力與風(fēng)力 F無關(guān) ， C正確； 隔離小球 B 受力分析如圖乙所示，可求得： FT＝mBgc os θ， F 越大， θ 越大， 故 FT也越大， A 錯誤； 而 F ＝ mBg t an θ ， B 錯誤； 由 F ＝ FfA＝ μFAN，可求得 μ ＝mBt an θmA＋ mB， 故 D 錯誤． [ 答案 ] C 解答問題時，決不能把整體法和隔離法對立起來，而應(yīng)該把兩種方法結(jié)合起來，從具體問題的實際情況出發(fā)，靈活選取研究對象，恰當(dāng)選擇用隔離法和整體法． (2020高考山東卷 )如右圖所示，兩相同輕質(zhì)硬桿 OO1，OO2可繞其兩端垂直紙面的水平軸 O， O1， O2轉(zhuǎn)動，在 O點懸掛一重物 M，將兩相同木塊 m緊壓在豎直擋板上，此時整個系統(tǒng)保持靜止． Ff表示木塊與擋板間摩擦力的大小， FN表示木塊與擋板間正壓力的大?。魮醢彘g的距離稍許增大后，系統(tǒng)仍靜止且 O1， O2始終等高，則 ( ) A． Ff變小 B． Ff不變 C． FN變小 D． FN變大 [解析 ] 選三個物體整體為研究對象 ， 在豎直方向受力：總重力和兩擋板對兩木塊向上的摩擦力 Ff， 根據(jù)平衡條件 G＝2Ff， 所以 Ff不變 ， B正確；以 O點為研究對象 ， 設(shè)兩桿對 O點的作用力 F與水平方向的夾角為 θ， 如右圖所示 ， 則 2Fsinθ＝mg， 當(dāng)兩擋板的距離增大后 ， θ減小 ， 所以 F增大 ． 木塊對擋板的正壓力 FN＝ Fcosθ， 所以 FN增大 ， D正確 ． [ 答案 ] BD 正確選取研究對象．若研究問題中存在多個物體，本著“ 先整體后隔離 ” 的原則． 二 、 物理思維方法：假設(shè)推理法 在共點力平衡問題中 ， 若所研究的物體或關(guān)聯(lián)物體的狀態(tài) 、 受力關(guān)系不能確定或題中的物理現(xiàn)象 、 過程存在多種可能的情況時常用假設(shè)法求解 ， 即假設(shè)其達(dá)到某一狀態(tài)或受某力作用 ， 然后利用平衡條件 、 正交分解等方法進(jìn)行判定 ． ( 14 分 ) ( 2020 高考課標(biāo)全國 ) 拖把是由拖桿和拖把頭構(gòu)成的擦地工具 ( 如右圖 ) ．設(shè)拖把頭的質(zhì)量為 m ，拖桿質(zhì)量可忽略；拖把頭與地板之間的動摩擦因數(shù)為常數(shù) μ ，重力加速度為 g .某同學(xué)用該拖把在水平地板上拖地時，沿拖桿方向推拖把，拖桿與豎直方向的夾角為 θ . (1)若拖把頭在地板上勻速移動 ， 求推拖把的力的大小 ． (2)設(shè)能使該拖把在地板上從靜止剛好開始運動的水平推力與此時地板對拖把的正壓力的比值為 θ0， 若 θ≤ θ0， 則不管沿拖桿方向的推力多大 ， 都不可能使拖把從靜止開始運動 ． 求這一臨界角的正切 tanθ0. [思路啟迪 ] 本題的難點在第 (2)問，審題時一是要注意分解題設(shè)物理過程，二是要根據(jù)不同的物理過程建立不同的物理情境．第 (2)問中的第一句話 “ 設(shè)能使該拖把在地板上從靜止剛好開始運動的水平推力與此時地板對拖把的正壓力的比值為 λ” ，是一個獨立的物理過程，所給物理情境是能使拖把在地板上從靜止開始運動， “ 能使 ” 表達(dá)的是臨界狀態(tài)，結(jié)合 “ 能使 ” 二字，則可將 λN理解為拖把所受最大靜摩擦力，這就是這句話的本意． [解題樣板 ] (1)設(shè)該同學(xué)沿拖桿方向用大小為 F的力推拖把 ． 將推拖把的力沿豎直和水平方向分解 ， 根據(jù)平衡條件有 ________＋ mg＝ N ① (2分 ) ________＝ f ② (2分 ) 式中 N和 f分別為地板對拖把的正壓力和摩擦力 ． 則有 f＝ μN(yùn) ③ (1分 ) 聯(lián)立 ①②③ 式得 F＝ ________ ④ (1分 ) (2)若不管沿拖桿方向用多大的力都不能使拖把從靜止開始運動 ， 應(yīng)有 ________≤ λN ⑤ (2分 ) 這時 ， ① 式仍滿足 ． 聯(lián)立 ①⑤ 式得 sinθ－ λcosθ≤ λ ⑥ (1分 ) 現(xiàn)考察使上式成立的 θ角的取值范圍 ． 注意到上式右邊總是大于零 ， 且當(dāng) F無限大時極限為零 ， 有 sinθ－ λcosθ≤ ________ ⑦ (2分 ) 使上式成立的 θ角滿足 θ________， 這里 θ0是題中所定義的臨界角 ， 即當(dāng) θ________時 ， 不管
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