20xx滬科版高中物理必修一第4章習(xí)題課共點力平衡條件的應(yīng)用word學(xué)案-資料下載頁
2025-11-10 07:01本頁面
【導(dǎo)讀】學(xué)案5習(xí)題課：共點力平衡條件的應(yīng)用。[學(xué)習(xí)目標(biāo)定位].2．共點力作用下的平衡條件是合力為零，即F合＝0，用正交分解法表示的平衡條件：Fx合。3．平衡條件的四個常用推論：。二力平衡時，二力等大、反向．。物體處于平衡狀態(tài)時，沿任意方向上分力之和均為零.物體受多力作用處于平衡狀態(tài)時，可用正交分解法求解，但當(dāng)物體受三個力作用而平衡時，可用矢量三角形法，即其中任意兩個力的合力與第三個力大小相等、方向相反，且這三個力。首尾相接構(gòu)成封閉三角形，通過解三角形求解相應(yīng)力的大小和方向，當(dāng)這個三個力組成含有。特殊角的直角三角形時尤為簡單．。例1在科學(xué)研究中，可以用風(fēng)力儀直接測量風(fēng)力的大小，其原理如圖1所示．儀器中一。水平方向的合力Fx合和豎直方向的合力Fy合分別等于零，即。所謂動態(tài)平衡問題是指通過控制某些物理量，使物體的狀態(tài)發(fā)生緩慢變化，而在這個過程中。時，F(xiàn)1有最小值，等于G，所以B、D項均正確．
【正文】 用．故A選項正確． 8．如圖 8所示，在粗糙水平地面上放著一個截面為四分之一圓弧的柱狀物體 A， A的左端緊靠豎直墻， A與豎直墻壁之間放一光滑球 B，整個裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)．若把 A向右移動少許后，它們?nèi)蕴幱陟o止?fàn)顟B(tài)，則 ( ) 圖 8 A． B對墻的壓力減小 B． A與 B之間的作用力增大 C．地面對 A的摩擦力減小 D． A對地面的壓力不變 答案 ACD 解析 設(shè)物體 A對球 B 的支持力為 F1，豎直墻對球 B的彈力為 F2， F1與豎直方向的夾角 θ 因物體A 右移而減?。畬η?B 受力分析如圖所示，由平衡條件得： F1cos θ ＝ mBg， F1sin θ ＝ F2，解得 F1＝ mBgcos θ ， F2＝ mBgtan θ ， θ 減小， F1減小， F2減小，選項 A對， B錯；對 A、 B整體受力分析可知，豎直方向，地面對整體的支持力 N＝ (mA＋ mB)g，與 θ 無關(guān)，即 A 對地面的壓力不變，選項 D對；水平方向，地面對 A的摩擦力 f＝ F2，因 F2減小，故 f減小，選項C對． 題組三 矢量三角形法求解共點力的平衡問題 9．一個物體受到三個力的作用，三力構(gòu)成的矢量圖如圖所示，則能夠使物體處于平衡狀態(tài)的是 ( ) 答案 A 9所示，光滑半球形容器固定在水平面上， O為球心，一質(zhì)量為 m 的小 滑塊，在水平力 F的作用下靜止于 P 點，設(shè)滑塊所受支持力為 N， OP與水平方向的夾角為 θ ，下列關(guān)系正確的是 ( ) 圖 9 A． F＝ mgtan θ B． F＝ mgtan θ C． N＝ mgtan θ D． N＝ mgtan θ 答案 A 解析 對滑塊進(jìn)行受力分析如圖，滑塊受到重力 mg、支持力 N、水平推力 F三個力作用．由共點力的平衡條件知， F與 mg的合力 F′ 與 N等大、反向．根據(jù)平行四邊形定則可知 N、 mg和合力F′ 構(gòu)成直角三角形，解直角三角形可求得： F＝ mgtan θ ， N＝ mgsin θ .所以正確選項為 A. 10所示，一個重為 100 N、質(zhì)量分布均勻的小球被夾在豎直的墻壁和 A點之間，已知球心 O與 A點的連線與豎直方向成 θ 角，且 θ ＝ 60176。 ，所有接觸點和面均不計摩擦．試求墻面對小球的支持力 F1和 A點對小球的壓力 F2. 圖 10 答案 100 3 N，方向垂直墻壁向左 200 N，方向沿 A→ O 解析 如圖，小球受重力 G 豎直墻面對球的彈力 F1和 A點對球的彈力 F2作用．由三力平衡條件知 F1與 F2的合力與 G等大反向，解直角三角形得 F1＝ mgtan θ ＝ 100 3 N，方向垂直墻壁向左 F2＝ mgcos θ ＝ 200 N，方向沿 A→ O ．研究表明，在進(jìn)行滑板運動時，水對滑板的作用力 N 垂直于板面，大小為 kv2，其中 v為滑板 速率 (水可視為靜止 )．某次運動中，在水平牽引力作用下，當(dāng)滑板和水面的夾角 θ ＝ 37176。 時 (如圖 11)，滑板做勻速直線運動，相應(yīng)的 k＝ 54 kg/m，人和滑板的總質(zhì)量為 108 kg，試求： (重力加速度 g取 10 m/s2， sin 37176。 取 35，忽略空氣阻力 ) 圖 11 (1)水平牽引力的大??； (2)滑板的速率． 答案 (1)810 N (2)5 m/s 解析 (1)以滑板和運動員 整體為研究對象，其受力如圖所示 (三力組成矢量三角形 ) 由共點力平衡條件可得 Ncos θ ＝ mg① Nsin θ ＝ F② 聯(lián)立 ①② 得 F＝ 810 N (2)N＝ mg/cos θ N＝ kv2 得 v＝ mgkcos θ ＝ 5 m/s
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