20xx粵教版高中物理必修一35共點力的平衡條件word學案(編輯修改稿)
2025-01-14 13:30 本頁面
【文章內容簡介】 彈力 F3。如答圖 355 所示 當彈簧處于拉伸狀態(tài)時， F3 豎直向下，根據平衡條件，可知 F3=Fmg 當彈簧處于壓縮狀態(tài)時， F3 豎直向上 ，根據平衡條件，可知 F3= mgF 所以本題應選 BD. 答案： BD 方法技巧 \易錯易混 \實驗透視 方法技巧 動態(tài)平衡問題的分析方法 1．動態(tài)平衡問題：通過控制某一物理量，使物體的狀態(tài)發(fā)生緩慢變化的平衡問題。即任一時刻物體均處于平衡問題。 ：對研究對象的任一狀態(tài)進行受力分析，建立平衡方程，求出應變參量與自變參量的一半函數(shù)式，然后根據自變量的變化確定應變參量的變化。 ：對研究對象進行受力分析，再根據平行四邊形定則或三角形定則畫出不同狀態(tài)下的力的矢量圖（畫在同一個圖中），然后根據有 向線段（表示力）的長度變化判斷各個力的變化情況 [例 3]如圖 358 所示， 重 G 的光滑小球靜止在固定斜面和豎直擋板之間 .若擋板逆時針緩慢轉到水平位置，在該過程中，斜面和擋板對小球的彈力的大小 F F2 各如何變化？ 解析 ：由于擋板是緩慢轉動的，可以認為每個時刻小球都處于靜止狀態(tài)，因此所受合力為零。應用三角形定則， G、 F F2三個矢量應組成封閉三角形，其中 G 的大小、方向始終保持不變； F1的方向不變； F2 的起點在 G 的終點處，而終點必須在 F1 所在的直線上，由作圖可知，擋板逆時針轉動 90176。過程，F(xiàn)2 矢量也逆時針 轉動 90176。，因此 F1 逐漸變小， F2 先變小后變大。（當 F2⊥ F1，即擋板與斜面垂直時， F2最小） 點評 ：圖解法具有直觀、簡便等優(yōu)點，但使用時有兩點需要注意 : G F1 F2 F G F1 F2 F F3 F3 答圖 357 300 300 圖 357 F1 F2 G G F2 F1 圖 358 A C B O 圖 359 θ (1) 本方法所適用的基本上是 “三力平衡 ”問題，且物體所受的三力中，有一個是恒力，還有一個是方向不變僅大小變化的力，另一個則是大小和方向都變的力 . (2) 作圖時要規(guī)范，要特別注意方向變化的那個力，要切實弄清其方向變化范圍。 觸類旁通 3.（ 單選）如圖 359 所示，用細繩 OA 和 OB懸掛著一個重物 G，保持重物的位置不變（圖中繩子的結點位于圓心）時，使 OB 端沿半徑等于繩 長的圓周軌跡向 C 移動，在這過程中，下列說法正確的是 （ ） A．繩 OB 的拉力一直變小，繩 OA 的拉力先變小后變大 B．繩 OA 的拉力一直變小，繩 OB 的拉力先變小后變大 C．繩 OB 的拉力有最小值 Gtanθ D．繩 OA 的拉力一直變大，繩 OB 的拉力先變小后變大 解析 ：結點 O受到三個力處于平衡狀態(tài)，此三個力應構成一個封閉的三角形，如 答圖 359可得出 FB 先減小后增大， FA一直增大。當 FB 與 FA垂直時， FB 有最小值 Gsinθ。所以本題應選 D。 答案： D [例 4] 如圖 3510 所示，把球夾在豎直墻 AC 和木板 BC 之間，不計摩擦，球對墻的壓力為 FN1，球對板的壓力為 FN2，在將板 BC 逐漸放至水平的過程 中，下列說法中正確的是 ( ) A． FN1 和 FN2 都增大 B． FN1 和 FN2 都減小 C． FN1 增大， FN2減小 D． FN1 減小， FN2增大 解析： 準確畫出物體的受力圖， 如答圖 3510 明確哪些量變、哪些量不變，然后由平衡條件和幾何知識進行分析求解．雖然題目中的FN1 和 FN2涉及的是墻和木板的受力 情況，但研究對象只能取球，由于球處于一個動態(tài)平衡過程， FN1 和 FN2 都是變力，畫受力圖可以先畫開始時刻的，然后再根據各力的關系定性或定量地討論某力的變化規(guī)律． 球所受的重力 G 產生的效果有兩個：使球壓墻的力 F1 和使球對板的壓力 G 產生的效果將其分解，如圖所示，則 F1＝ FN1， F2＝ ，當板 BC 逐漸被放平的過程中， F1 的方向保持不變而大小逐漸減小， F2 與 G 的夾角逐漸變小，其大小也逐漸減小，因此正確選項為 B. 答案： B 觸類旁通 4.（雙選） 如圖 3511 所示，電燈懸掛于兩墻壁 之間，更換水平繩 OAA B C O G θ FA FB 答圖 359 圖 3510 答圖 3510 圖 3511 使連接點 A向上 移動，而保持 O 點的位置不變，則 A點向上移動時 ( ) A．繩 OB 的拉力逐漸增大 B．繩 OB 的拉力逐漸減小 C．繩 OA 的拉力先增大后減小 D．繩 OA 的拉力先減小后增大 解析： 該題是動態(tài)平衡問題，處理這類問題要牢記一點，取結點 O 為研究對象，繩 OA、 OB 的拉力的合力 F 合與燈的重力 G 大小相等方向相反，始終不變，由平行四邊形法則畫出矢量圖如右圖．由 答 圖 359 可知：在A點上移的過程中， F1 先變小后增大， F2一直減小，所以答案 B、 D 正確． 答案： BD 隨堂練習 一、單項選擇題 1． 下列物體中處于平衡狀態(tài)的是（ ） A．靜止在粗糙斜面上的物體 B．沿光滑斜面下滑的物體 C．繞地球做勻速圓周運動的人造衛(wèi)星 D．做自由落體運動物體在剛開始下落的瞬間 解析： 平衡狀態(tài)指的是物體靜止或做勻速直線運動，其特點是加速度為零 .靜止不僅僅要求物體速度為零，加速度也必須為零 .所以本題應選 A. 答案： A 2. 如圖 3512 所示，質量為 m 的木塊在推力 F 的作用下，在水平地面上做勻速直線運動．已知木塊與地面間
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