20xx滬科版高中物理必修一43共點(diǎn)力的平衡及其應(yīng)用(參考版)
2024-11-23 16:48本頁(yè)面
【正文】 提高 圖 4－ 3－ 11 解析 ：作出 A的受力分析如右圖所示，由平衡條件 F合 y＝ Fsin θ＋ F1sin θ－ mg＝ 0 ① F合 x＝ Fcos θ－ F2－ F1cos θ＝ 0 ② 由 ① 式得 F ＝mgsin θ － F 1 ③ 由 ②③ 式得 F ＝F 22cos θ ＋mg2sin θ ④ 要使兩繩都能繃直，則有 F1≥ 0 ⑤ F2≥ 0 ⑥ 由 ③⑤ 式得 F 有最大值： F m a x ＝ mg /sin θ ＝40 33 N 由 ④⑥ 式得 F 有最小值： F m in ＝ mg /2s in θ ＝20 33 N 由此可知 F 的取值范圍為： 20 33N ≤ F ≤40 33N. 答案： 20 33 N ≤ F ≤ 40 33 N 。 ，若要使繩都能伸直，求拉力 F的大小范圍． 綜合 ＝ (2 ＋ 3 3 /2)N ＝ N . 1．把物體受到幾個(gè)變化的力作用 (也可能只是某些力在變化 )而處于平衡狀態(tài)，或物體在緩慢移動(dòng)過程中所處的每一個(gè)狀態(tài)都可視為受力平衡的問題，統(tǒng)稱為力學(xué)動(dòng)態(tài)平衡問題． 2．分析動(dòng)態(tài)平衡的方法 ①代數(shù)法：引入一個(gè)自變量，通過建立平衡方程，建立變化的力與自變量的函數(shù)關(guān)系，由關(guān)系式分析力的變化情況． 物體的動(dòng)態(tài)平衡 ② 三角形相似法：利用力的三角形與幾何三角形相似，可以得到力的大小之比等于三角形的邊長(zhǎng)之比，分析變化的力隨幾何邊長(zhǎng)變化的關(guān)系． ③矢量圖解法：由共點(diǎn)力平衡條件和平行四邊形定則，畫出反映力關(guān)系的矢量圖，從圖示中觀察、分析力的變化情況． 【 例 4】 如圖 4－ 3－ 9所示，把球夾在豎直墻壁 AC和木板 BC之間，不計(jì)摩擦，球?qū)γ娴膲毫镹1，球?qū)Π宓膲毫?N2，在將板BC逐漸放至水平的過程中，下列說法中，正確的是 ( ) A． N1和 N2都增大 B． N1和 N2都減小 C． N1增大， N2減小 D． N1減小， N2增大 圖 4－ 3－ 9 解析 ：此為一動(dòng)態(tài)平衡問題，受力情況雖有變化，但球始終處于平衡狀態(tài)． 解法一 ：平行四邊形法，對(duì)球受力分析如右圖所示．受重力 G、墻對(duì)球的支持力 N1′和板對(duì)球的支持力 N2′而平衡，作出 N1′和 N2′的合力 F，它與 G等 大反向，當(dāng)板 BC逐漸放至水平的過程中， N1′的方向不變，大小逐漸減小， N2′的方向發(fā)生變化，大小也逐漸減??；如上圖所示，由牛頓第三定律可知： N1＝ N1′， N2＝ N2′，故答案 B正確． 解法二 ：矢量三角形法，如下圖所示 答案 ： B 題后反思 ：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： (1)本方法所適用的基本上都是 “三力平衡 ”問題，且物體所受的三力中，有一個(gè)恒力，還有一個(gè)是方向不變僅大小變的力，另一個(gè)則是大小和方向都變的力，否則，用圖解法分析不一定簡(jiǎn)便． (2)作圖時(shí)要規(guī)范，也可僅討論其中的一個(gè)三角形，要特別注意方向變化的那個(gè)力，要切實(shí)搞清其方向變化范圍． 在圖 4－ 3－ 10中，物體的重量為 G，保持物體與細(xì)繩AO的位置不變，讓細(xì)繩 BO的B端沿四分之一圓弧從 D點(diǎn)向 E點(diǎn)慢慢地移動(dòng)．試問：在此過程中 AO中的張力 FTA與 BO中的張力 FTB如何變化？
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