20xx粵教版高中物理必修一35共點(diǎn)力的平衡條件(編輯修改稿)
2024-12-25 14:08 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 個(gè)力的合力必與第三個(gè)力等值反向． ( 2) 力的分解法：物體受三個(gè)力作用而平衡時(shí)，根據(jù)力產(chǎn)生的效果，分解其中的一個(gè)力，從而可求得另外兩個(gè)力． ( 3) 正交分解法：同一平面上共點(diǎn)力的合力為零時(shí)，則各個(gè)力在 x 軸、 y 軸上分解時(shí)，有 F x 合 ＝ 0 ，且 F y 合 ＝ 0. 【變式 2 】 ( 單選 ) 如圖 3 － 5 － 2 所示，將質(zhì)量為 m 的物體置于固定的光滑斜面上，斜面的傾角為 θ ，水平恒力 F 作用在物體上，物體處于靜止?fàn)顟B(tài)．則物體對(duì)斜面的壓力大小不可以表示為 ( 重力加速度為 g )( ) ． 圖 3 － 5 － 2 A ． mg c os θ B ． F / sin θ C. F 2 ＋ ? mg ? 2 D ． mg c os θ ＋ F sin θ 解析 物體受力如右圖所示，分解 FN 可得????? FNsin θ ＝ FFNc os θ ＝ G 有： FN＝Fsin θ 分解 F 、 G 可得： FN＝ F sin θ ＋ mg c os θ 利用力的三角形可得： FN＝ F2＋ ? mg ?2，故選項(xiàng) B 、 C 、 D 是可以表示的．故選 A 答案 A 【典例 3 】 ( 單選 ) 一輕桿 BO ，其 O 端用光滑鉸鏈鉸于固定豎直桿 AO 上， B 端掛一重物，且系一細(xì)繩，細(xì)繩跨過桿頂 A 處的光滑小滑輪，用力 F 拉住，如圖 3 － 5 － 3 所示．現(xiàn)將細(xì)繩緩慢往左拉，使輕桿 BO 與桿 AO 間的夾角 θ 逐漸減小，則在 此過程中，拉力 F 及輕桿 BO 所受壓力 F N 的大小變化情況是 ( ) ． 圖 3 － 5 － 3 A ． F N 先減小，后增大 B ． F N 始終不變 C ． F 先減小，后增大 D ． F 始終不變 解析 取 BO 桿的 B 端為研究對(duì)象，受到繩子拉力 ( 大小為F ) 、 BO 桿的支持力 F N 和懸掛重物的繩子的拉力 ( 大小為 G ) ，如圖所示，得到一個(gè)力三角形 ( 如圖中畫斜線部分 ) ，此力三角形與幾何三角形 OBA 相似，可利用相似三角形對(duì)應(yīng)邊成比例來解． 如圖所示，力三角形與幾何三角形 OB A相似，設(shè) AO 高為 H ， BO 長為 L ，繩長為 l，則由對(duì)應(yīng)邊成比例可得： GH＝FNL＝Fl 式中 G 、 H 、 L 均不變， l逐漸變小，所以可知 FN不變， F 逐漸變?。蔬x B. 答案 B 借題發(fā)揮 分析物體受三個(gè)力作用，但這三個(gè)力并不滿足圖解法的要求，并且如用正交分解法時(shí)運(yùn)算量會(huì)很大，這時(shí)用相似三角形法就顯得格外容易了．本方法所適用的基本上都是“ 三力平衡 ” 問題，且物體所受三個(gè)力中有一個(gè)恒力，另外兩個(gè)力的大小和方向均可能變化． 【變式 3 】 ( 單選 ) 如圖 3 － 5 － 4 所示，固定在水平面上的光滑半球，球心 O 的正上方固定一個(gè)小定滑輪，細(xì)繩一端拴一小球，小球置于半球面上的 A 點(diǎn)，另一端繞過定滑輪，如圖所示．今緩慢拉繩使小球從 A 點(diǎn)滑到半球頂點(diǎn)，則此過程中，小球?qū)Π肭虻膲毫Υ笮?F N 及細(xì)繩的拉力 F 大小的變化情況是 ( ) ． 圖 3 － 5 － 4 A
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