上科版高一上2-d共點(diǎn)力的平衡1(編輯修改稿)
2024-12-24 01:32 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 (1)A、 B一起向右勻速運(yùn)動(dòng) ， 系統(tǒng)合力為零 ． (2)A與桿間的摩擦力為滑動(dòng)摩擦力 ． (3)風(fēng)對(duì) 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(duì)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(duì) A的支持力與風(fēng)力 F無(wú)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(cuò)誤； 而 F ＝ mBg t an θ ， B 錯(cuò)誤； 由 F ＝ FfA＝ μFAN，可求得 μ ＝mBt an θmA＋ mB， 故 D 錯(cuò)誤． [ 答案 ] C 解答問(wèn)題時(shí)，決不能把整體法和隔離法對(duì)立起來(lái)，而應(yīng)該把兩種方法結(jié)合起來(lái)，從具體問(wèn)題的實(shí)際情況出發(fā)，靈活選取研究對(duì)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(dòng)，在 O點(diǎn)懸掛一重物 M，將兩相同木塊 m緊壓在豎直擋板上，此時(shí)整個(gè)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(gè)物體整體為研究對(duì)象 ， 在豎直方向受力：總重力和兩擋板對(duì)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(diǎn)為研究對(duì)象 ， 設(shè)兩桿對(duì) O點(diǎn)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(duì)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(duì)象．若研究問(wèn)題中存在多個(gè)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(diǎn)力平衡問(wèn)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(guò)程存在多種可能的情況時(shí)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(guó) ) 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(dòng)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(shí)，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(dòng) ， 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(kāi)始運(yùn)動(dòng)的水平推力與此時(shí)地板對(duì)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(kāi)始運(yùn)動(dòng) ． 求這一臨界角的正切 tanθ0. [思路啟迪 ] 本題的難點(diǎn)在第 (2)問(wèn)，審題時(shí)一是要注意分解題設(shè)物理過(guò)程，二是要根據(jù)不同的物理過(guò)程建立不同的物理情境．第 (2)問(wèn)中的第一句話 “ 設(shè)能使該拖把在地板上從靜止剛好開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的水平推力與此時(shí)地板對(duì)拖把的正壓力的比值為 λ” ，是一個(gè)獨(dú)立的物理過(guò)程，所給物理情境是能使拖把在地板上從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)， “ 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(duì)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(kāi)始運(yùn)動(dòng) ， 應(yīng)有 ________≤ λN ⑤ (2分 ) 這時(shí) ， 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(wú)限大時(shí)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(shí) ， 不管
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