20xx粵教版高中物理必修一35共點(diǎn)力的平衡條件(參考版)
2024-11-23 14:08本頁面
【正文】 mg sin θ 。＝ N . 答案 40 N 34. 6 N 動態(tài)問題分析 5. ( 雙選 ) 如圖 3 － 5 － 8 所示，用細(xì)繩懸掛一個(gè)小球，小球在水平拉力 F 的作用下從平衡位置 P 點(diǎn)緩慢地沿圓弧移動到 Q 點(diǎn)，在這個(gè)過程中，繩的拉力 F ′ 和水平拉力 F 的大小變化情況是 ( ) A ． F ′ 不斷增大 B ． F ′ 不斷減小 C ． F 不斷減小 D ． F 不斷增大 圖 3 － 5 － 8 解析 當(dāng)小球運(yùn)動到細(xì)繩與豎直方向夾角為 θ 位置時(shí)，受力如圖所示，則有 F ′ c os θ ＝ G ， F ′ sin θ ＝ F 所以 F ＝ G tan θ ， F ′ ＝Gc os θ 故在小球從 P 點(diǎn)緩慢移動到 Q 點(diǎn)過程中，θ 逐漸增大， F 不斷增大， F ′ 也不斷增大，選項(xiàng) A 、 D 正確． 答案 AD 6. 如圖 3 － 5 － 9 所示，質(zhì)量為 m 的小球放在傾角為 α 的光滑斜面上，試分析擋板 AO 與斜面間的傾角 β 為多大時(shí)，擋板 AO所受壓力最小？這個(gè)最小值是多少？ 圖 3 － 5 － 9 解析 雖然題目問的是擋板 AO 所受力的情況，但若直接以擋板為研究對象，因擋板所受力均為未知力，故將無法得出結(jié)論．若以球?yàn)檠芯繉ο?，球所受重?mg 產(chǎn)生的效果有兩個(gè)：使球壓緊斜面的力 FN1和壓緊擋板的力 FN2.根據(jù)重力產(chǎn)生的效果將重力分解，如右圖所示．當(dāng)擋板與斜面的夾角 β 由圖示位置變化時(shí)， FN1大小變化，但方向不變，且始終與斜面垂直； FN2的大小與方向均變化．由圖可以看出：當(dāng) FN1與 FN2垂直，即 β ＝ 90176。 ＝ 0 ，解方程得到 F 1 ＝ 40 N ， F 2 ≈ 34. 6 N . 法四 矢量三角形法 O 點(diǎn)所受三個(gè)力 F F2和 G 可以組成一個(gè)首尾相連的矢量三角形，如圖所示． 則 F1＝Gsin 30176。＝2033 N ≈ N. 根據(jù)牛頓第三定律可知，繩 OB 所受的拉力與 F1大小相等、方向相反；橫梁所受的壓力與 F2大小相等、方向相反． 法三 正交分解法 仍以 O 點(diǎn)為研究對象，該點(diǎn)受三個(gè)力的作用如下圖所示，建立如圖所示的直角坐標(biāo)系，根據(jù)平衡條件得 F 1 sin 30176。＝2033 N ≈ N . 繩所受的拉力是 40 N ，橫梁所受的壓力是 N. 法二 力的合成法 解題時(shí)可以以 O 點(diǎn)為研究對象，那么該點(diǎn)必然受到三個(gè)力的作用，即重力 G ，繩對 O 點(diǎn)的拉力 F 1 ，橫梁對 O 點(diǎn)的彈力 F 2 ，如下圖所示． 根據(jù)共點(diǎn)力平衡的特點(diǎn)可知， F1和 F2的合力大小必然與重力G 大小相等、方向相反．作出平行四邊形，根據(jù)受力圖可 知 F ＝G . F1＝Gsin 30176。 ，橫梁重力忽略不計(jì)，若燈的重力為 20 N ，求繩子 BO 所受的拉力和橫梁 AO 所受的壓力的大小各是多少． ( 用兩種以上方法去解 ) 圖 3 － 5 － 7 解析 法一 力的分解法 燈的重力 G 在 O 點(diǎn)可以產(chǎn)生兩個(gè)效果：拉伸繩 OB ，壓縮橫梁OA . 根據(jù)這兩個(gè)效果，可將重力
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