20xx粵教版高中物理必修一35共點(diǎn)力的平衡條件word學(xué)案(編輯修改稿)
2025-01-14 13:30 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 彈力 F3。如答圖 355 所示 當(dāng)彈簧處于拉伸狀態(tài)時(shí)， F3 豎直向下，根據(jù)平衡條件，可知 F3=Fmg 當(dāng)彈簧處于壓縮狀態(tài)時(shí)， F3 豎直向上 ，根據(jù)平衡條件，可知 F3= mgF 所以本題應(yīng)選 BD. 答案： BD 方法技巧 \易錯(cuò)易混 \實(shí)驗(yàn)透視 方法技巧 動(dòng)態(tài)平衡問題的分析方法 1．動(dòng)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(shí)刻物體均處于平衡問題。 ：對(duì)研究對(duì)象的任一狀態(tài)進(jìn)行受力分析，建立平衡方程，求出應(yīng)變參量與自變參量的一半函數(shù)式，然后根據(jù)自變量的變化確定應(yīng)變參量的變化。 ：對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析，再根據(jù)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(gè)圖中），然后根據(jù)有 向線段（表示力）的長(zhǎng)度變化判斷各個(gè)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(shí)針緩慢轉(zhuǎn)到水平位置，在該過程中，斜面和擋板對(duì)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(zhuǎn)動(dòng)的，可以認(rèn)為每個(gè)時(shí)刻小球都處于靜止?fàn)顟B(tài)，因此所受合力為零。應(yīng)用三角形定則， G、 F F2三個(gè)矢量應(yīng)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(diǎn)在 G 的終點(diǎn)處，而終點(diǎn)必須在 F1 所在的直線上，由作圖可知，擋板逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) 90176。過程，F(xiàn)2 矢量也逆時(shí)針 轉(zhuǎn)動(dòng) 90176。，因此 F1 逐漸變小， F2 先變小后變大。（當(dāng) F2⊥ F1，即擋板與斜面垂直時(shí)， F2最?。? 點(diǎn)評(píng) ：圖解法具有直觀、簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，但使用時(shí)有兩點(diǎn)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(gè)是恒力，還有一個(gè)是方向不變僅大小變化的力，另一個(gè)則是大小和方向都變的力 . (2) 作圖時(shí)要規(guī)范，要特別注意方向變化的那個(gè)力，要切實(shí)弄清其方向變化范圍。 觸類旁通 3.（ 單選）如圖 359 所示，用細(xì)繩 OA 和 OB懸掛著一個(gè)重物 G，保持重物的位置不變（圖中繩子的結(jié)點(diǎn)位于圓心）時(shí)，使 OB 端沿半徑等于繩 長(zhǎng)的圓周軌跡向 C 移動(dòng)，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(jié)點(diǎn) O受到三個(gè)力處于平衡狀態(tài)，此三個(gè)力應(yīng)構(gòu)成一個(gè)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(dāng) FB 與 FA垂直時(shí)， FB 有最小值 Gsinθ。所以本題應(yīng)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(jì)摩擦，球?qū)Φ膲毫?FN1，球?qū)Π宓膲毫?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(zhǔn)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(shí)進(jìn)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(duì)象只能取球，由于球處于一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡過程， FN1 和 FN2 都是變力，畫受力圖可以先畫開始時(shí)刻的，然后再根據(jù)各力的關(guān)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(chǎn)生的效果有兩個(gè)：使球壓墻的力 F1 和使球?qū)Π宓膲毫? G 產(chǎn)生的效果將其分解，如圖所示，則 F1＝ FN1， F2＝ ，當(dāng)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(xiàng)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(diǎn) A向上 移動(dòng)，而保持 O 點(diǎn)的位置不變，則 A點(diǎn)向上移動(dòng)時(shí) ( ) 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(dòng)態(tài)平衡問題，處理這類問題要牢記一點(diǎn)，取結(jié)點(diǎn) O 為研究對(duì)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(diǎn)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(xí) 一、單項(xiàng)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(yùn)動(dòng)的人造衛(wèi)星 D．做自由落體運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)，其特點(diǎn)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(yīng)選 A. 答案： A 2. 如圖 3512 所示，質(zhì)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(yùn)動(dòng)．已知木塊與地面間
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