閩教版小學(xué)英語教案
發(fā)表時間:2020-09-09高一物理《共點力的平衡條件》知識點總結(jié)粵教版。
作為優(yōu)秀的教學(xué)工作者,在教學(xué)時能夠胸有成竹,教師要準(zhǔn)備好教案,這是教師需要精心準(zhǔn)備的。教案可以更好的幫助學(xué)生們打好基礎(chǔ),幫助教師提高自己的教學(xué)質(zhì)量。所以你在寫教案時要注意些什么呢?經(jīng)過搜索和整理,小編為大家呈現(xiàn)“高一物理《共點力的平衡條件》知識點總結(jié)粵教版”,但愿對您的學(xué)習(xí)工作帶來幫助。
高一物理《《共點力的平衡條件》》知識點總結(jié)粵教版
一、共點力的平衡
1、共點力
力的作用點在物體上的同一點或力的延長線交于一點的幾個力叫做共點力。
能簡化成質(zhì)點的物體受到的力可以視為共點力。
2、平衡狀態(tài)
物體處于靜止或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)稱為物體處于平衡狀態(tài)。
平衡狀態(tài)的實質(zhì)是加速度為零的狀態(tài)。
3、共點力作用下物體的平衡條件
物體所受合外力為零,即ΣF=0。
若采用正交分解法求解平衡問題,則平衡條件應(yīng)為。
二、共點力平衡條件的推論
1、二力平衡:
如果物體在兩個共點力的作用下處于平衡狀態(tài),這兩個力必定大小相等,方向相反,為一對平衡力。
若物體所受的力在同一直線上,則在一個方向上各力的大小之和,與另一個方向各力大小之和相等。
2、三力平衡:
三個不平行力的平衡問題,是靜力學(xué)中最基本的問題之一,因為三個以上的平面匯交力,都可以通過等效方法,轉(zhuǎn)化為三力平衡問題。為此,必須首先掌握三力平衡的下述基本特征:
(1)物體受三個共點力作用而平衡,任意兩個力的合力跟第三個力等大反向(等值法)。
(2)物體受三個共點力作用而平衡,將某一個力分解到另外兩個力的反方向上,得到的兩個分力必定跟另外兩個力等大反向(分解法)。
(3)物體受三個共點力作用而平衡,若三個力不平行,則三個力必共點,此即三力匯交原理(匯交共面性)。
(4)物體受三個共點力作用而平衡,三個力的矢量圖必組成一個封閉的矢量三角形。
3、多力平衡:
如果物體受多個力作用處于平衡狀態(tài),其中任何一個力與其余力的合力大小相等,方向相反。
點撥:在進(jìn)行一些平衡類問題的定性分析時,采用共點力平衡的相關(guān)推論,可以使問題簡化。
一、求解平衡問題的基本思路
平衡類問題不僅僅涉及力學(xué)內(nèi)容,在電磁學(xué)中常涉及帶電粒子在電場、磁場或復(fù)合場中的平衡,通電導(dǎo)體棒在磁場中平衡,但分析平衡問題的基本思路是一樣的:
(1)明確平衡狀態(tài)(加速度為零);
(2)選對象:根據(jù)題目要求,巧選某平衡體(整體法和隔離法)作為研究對象;
(3)受力分析:對研究對象作受力分析,規(guī)范畫出受力示意圖;
(4)選取合適的解題方法:靈活運(yùn)用力的合成法、正交分解法、矢量三角形法及數(shù)學(xué)解析法;
(5)列方程求解:根據(jù)平衡條件,列出合力為零的相應(yīng)方程,然后求解,對結(jié)果進(jìn)行必要的討論。
延伸閱讀
物理教案-共點力平衡條件的應(yīng)用
經(jīng)驗告訴我們,成功是留給有準(zhǔn)備的人。作為高中教師就要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容制定合適的教案。教案可以讓學(xué)生更好的吸收課堂上所講的知識點,幫助授課經(jīng)驗少的高中教師教學(xué)。你知道怎么寫具體的高中教案內(nèi)容嗎?下面是小編為大家整理的“物理教案-共點力平衡條件的應(yīng)用”,歡迎您參考,希望對您有所助益!
教學(xué)目標(biāo)
知識目標(biāo)
1、知道什么叫共點力作用下的平衡狀態(tài).
2、掌握共點力的平衡條件.
3、會用共點力的平衡條件解決有關(guān)平衡問題.
能力目標(biāo)
1、培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用力的矢量合成法則平行四邊形定則進(jìn)行力的合成、力的分解的能力.
2、培養(yǎng)學(xué)生全面分析問題的能力和推理能力.
情感目標(biāo)
1、教會學(xué)生用辨證觀點看問題,體會團(tuán)結(jié)協(xié)助.
典型例題
關(guān)于斜面物體的摩擦力的兩種分析方法以及拓展
例1如圖,一物塊靜止在傾角為37的斜面上,物塊的重力為20N,請分析物塊受力并求其大?。?/p>
分析:物塊受豎直向下的重力,斜面給物塊的垂直斜面向上的支持力,斜面給物塊的沿斜面向上的靜摩擦力.
解:
1、方法1——用合成法
(1)合成支持力和靜摩擦力,其合力的方向豎直向上,大小與物塊重力大小相等;
(2)合成重力和支持力,其合力的方向沿斜面向下,大小與斜面給物塊的沿斜面向上的靜摩擦力的大小相等;
(3)合成斜面給物塊的沿斜面向上的靜摩擦力和重力,其合力的方向垂直斜面向下,大小與斜面給物塊的垂直斜面向上的支持力的大小相等.
合成法的講解要注意合力的方向的確定是唯一的,這有共點力平衡條件決定,關(guān)于這一點一定要與學(xué)生共同分析說明清楚.
2、方法2——用分解法
理論上物塊受的每一個力都可分解,但實際解題時要根據(jù)實際受力情況來確定分解哪個力(被確定分解的力所分解的力大小方向要明確簡單易于計算),本題正交分解物塊所受的重力,利用平衡條件,列方程較為簡便.
為了學(xué)生能真正掌握物體的受力分析能力,要求學(xué)生全面分析使用力的合成法和力的分解法,要有一定數(shù)量的訓(xùn)練.
方法2的拓展1:一物塊靜止在傾角為的斜面上,物塊的重力為,請分析物塊受力并分析當(dāng)傾角慢慢減小到零的過程其大小的變化情況.
解:依題意用分解法將物塊受的重力正交分解,利用,的平衡條件,得斜面給物塊的垂直斜面向上的支持力的大小為,
斜面給物塊的沿斜面向上的靜摩擦力的大?。?/p>
物塊受的重力是不變的(關(guān)于這一點學(xué)生非常清楚),根據(jù)數(shù)學(xué)的知識的分析可以知道當(dāng)傾角慢慢減小到零的過程,
逐漸增大,最后等于物塊的重力;
逐漸減小,最后等于零.
適當(dāng)?shù)臅r候,提醒學(xué)生分析的方法和結(jié)論;提醒學(xué)生極限法的應(yīng)用,即傾角等于零時的極限情況下分析題目.
方法2的拓展2:一物塊放在傾角為的斜面上,物塊的重力為,斜面與物塊的動摩擦因數(shù)為,請分析物塊受力的方向并分析當(dāng)傾角慢慢由零增大到90的過程,物塊對斜面的壓力受到的摩擦力其大小的變化情況.
分析物塊受力:時,只受兩個力重力和斜面給的支持力,此時沒有摩擦力;
時,物塊只受一個力,物塊的重力.(此亦為極限法處理).
借此,和學(xué)生一起分析,可知物塊的運(yùn)動狀態(tài)是變化的,既開始時物塊靜止在斜面上,這時物塊受三個力.
物塊的重力,斜面給物塊的支持力和斜面給物塊的靜摩擦力.
在斜面給物塊的靜摩擦力等于物塊的下滑力時,物塊開始滑動,此時物塊依舊受三個力,物塊的重力,斜面給物塊的支持力和斜面給物塊的滑動摩擦力.物塊處于加速運(yùn)動狀態(tài).(這里學(xué)習(xí)應(yīng)用了運(yùn)動性質(zhì)的分段處理方法).在此基礎(chǔ)上分析每個力的大小變化情況.(利用物體平衡條件和滑動摩擦力的性質(zhì)來分析求解).
重力大小不變;斜面給物塊的支持力的大小逐漸減小;斜面給物塊的摩擦力的大小是先增大后減?。?/p>
利用正交分解分析物體的受力情況
例2質(zhì)量為的物體,用水平細(xì)繩拉著,靜止在傾角為的光滑固定斜面上,求物體對斜面的壓力的大?。鐖D所示.
解:解決力學(xué)問題首先對(研究對象)物體進(jìn)行受力分析,物體在斜面上受三個力:重力、支持力、繩的拉力.以作用點為原點建立如圖所示的平面直角坐標(biāo)系.
由平衡條件即,(找準(zhǔn)邊角關(guān)系)可得:
由此得到斜對物體的垂直作用力為:
由牛頓第三定律(作用力和反作用力的關(guān)系)可知:
物體對斜面的壓力的大小為:
探究活動
作圖法
根據(jù)力的平行四邊形定則,利用直尺(一般常用的是毫米刻度尺)去求幾個力的合力或去求合力的某一個分力.利用作圖法解決共點力作用下物體的平衡問題,雖然此種方法簡潔、直觀、方便,但由于在利用作圖法過程中誤差的存在(包括作圖誤差、視圖誤差、測量誤差等)不可避免,得到的結(jié)果太粗糙.因此,我們在解題時一般不用作圖法.而只是在探討力的變化規(guī)律及相互關(guān)系時使用.
題1驗證兩個分力和合力的關(guān)系遵從平行四邊形定則
題2探討隨著兩個共點力大小及夾角發(fā)生變化時合力的變化規(guī)律
上面兩個例題請同學(xué)們自己用直尺動手作一下實地的研究.
共點力平衡條件的應(yīng)用
一位優(yōu)秀的教師不打無準(zhǔn)備之仗,會提前做好準(zhǔn)備,高中教師在教學(xué)前就要準(zhǔn)備好教案,做好充分的準(zhǔn)備。教案可以讓學(xué)生更好地進(jìn)入課堂環(huán)境中來,使高中教師有一個簡單易懂的教學(xué)思路。所以你在寫高中教案時要注意些什么呢?以下是小編為大家收集的“共點力平衡條件的應(yīng)用”歡迎大家與身邊的朋友分享吧!
教學(xué)目標(biāo)
知識目標(biāo)
1、知道什么叫共點力作用下的平衡狀態(tài).
2、掌握共點力的平衡條件.
3、會用共點力的平衡條件解決有關(guān)平衡問題.
能力目標(biāo)
1、培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用力的矢量合成法則平行四邊形定則進(jìn)行力的合成、力的分解的能力.
2、培養(yǎng)學(xué)生全面分析問題的能力和推理能力.
情感目標(biāo)
1、教會學(xué)生用辨證觀點看問題,體會團(tuán)結(jié)協(xié)助.
典型例題
關(guān)于斜面物體的摩擦力的兩種分析方法以及拓展
例1如圖,一物塊靜止在傾角為37°的斜面上,物塊的重力為20N,請分析物塊受力并求其大?。?/p>
分析:物塊受豎直向下的重力,斜面給物塊的垂直斜面向上的支持力,斜面給物塊的沿斜面向上的靜摩擦力.
解:
1、方法1——用合成法
(1)合成支持力和靜摩擦力,其合力的方向豎直向上,大小與物塊重力大小相等;
(2)合成重力和支持力,其合力的方向沿斜面向下,大小與斜面給物塊的沿斜面向上的靜摩擦力的大小相等;
(3)合成斜面給物塊的沿斜面向上的靜摩擦力和重力,其合力的方向垂直斜面向下,大小與斜面給物塊的垂直斜面向上的支持力的大小相等.
合成法的講解要注意合力的方向的確定是唯一的,這有共點力平衡條件決定,關(guān)于這一點一定要與學(xué)生共同分析說明清楚.
2、方法2——用分解法
理論上物塊受的每一個力都可分解,但實際解題時要根據(jù)實際受力情況來確定分解哪個力(被確定分解的力所分解的力大小方向要明確簡單易于計算),本題正交分解物塊所受的重力,利用平衡條件,,列方程較為簡便.
為了學(xué)生能真正掌握物體的受力分析能力,要求學(xué)生全面分析使用力的合成法和力的分解法,要有一定數(shù)量的訓(xùn)練.
方法2的拓展1:一物塊靜止在傾角為的斜面上,物塊的重力為,請分析物塊受力并分析當(dāng)傾角慢慢減小到零的過程其大小的變化情況.
解:依題意用分解法將物塊受的重力正交分解,利用,的平衡條件,得斜面給物塊的垂直斜面向上的支持力的大小為,
斜面給物塊的沿斜面向上的靜摩擦力的大?。?/p>
物塊受的重力是不變的(關(guān)于這一點學(xué)生非常清楚),根據(jù)數(shù)學(xué)的知識的分析可以知道當(dāng)傾角慢慢減小到零的過程,
逐漸增大,最后等于物塊的重力;
逐漸減小,最后等于零.
適當(dāng)?shù)臅r候,提醒學(xué)生分析的方法和結(jié)論;提醒學(xué)生極限法的應(yīng)用,即傾角等于零時的極限情況下分析題目.
方法2的拓展2:一物塊放在傾角為的斜面上,物塊的重力為,斜面與物塊的動摩擦因數(shù)為,請分析物塊受力的方向并分析當(dāng)傾角慢慢由零增大到90°的過程,物塊對斜面的壓力受到的摩擦力其大小的變化情況.
分析物塊受力:時,只受兩個力重力和斜面給的支持力,此時沒有摩擦力;
時,物塊只受一個力,物塊的重力.(此亦為極限法處理).
借此,和學(xué)生一起分析,可知物塊的運(yùn)動狀態(tài)是變化的,既開始時物塊靜止在斜面上,這時物塊受三個力.
物塊的重力,斜面給物塊的支持力和斜面給物塊的靜摩擦力.
在斜面給物塊的靜摩擦力等于物塊的下滑力時,物塊開始滑動,此時物塊依舊受三個力,物塊的重力,斜面給物塊的支持力和斜面給物塊的滑動摩擦力.物塊處于加速運(yùn)動狀態(tài).(這里學(xué)習(xí)應(yīng)用了運(yùn)動性質(zhì)的分段處理方法).在此基礎(chǔ)上分析每個力的大小變化情況.(利用物體平衡條件和滑動摩擦力的性質(zhì)來分析求解).
重力大小不變;斜面給物塊的支持力的大小逐漸減小;斜面給物塊的摩擦力的大小是先增大后減小.
利用正交分解分析物體的受力情況
例2質(zhì)量為的物體,用水平細(xì)繩拉著,靜止在傾角為的光滑固定斜面上,求物體對斜面的壓力的大?。鐖D所示.
解:解決力學(xué)問題首先對(研究對象)物體進(jìn)行受力分析,物體在斜面上受三個力:重力、支持力、繩的拉力.以作用點為原點建立如圖所示的平面直角坐標(biāo)系.
由平衡條件即,(找準(zhǔn)邊角關(guān)系)可得:
由此得到斜面對物體的垂直作用力為:
由牛頓第三定律(作用力和反作用力的關(guān)系)可知:
物體對斜面的壓力的大小為:
探究活動
作圖法
根據(jù)力的平行四邊形定則,利用直尺(一般常用的是毫米刻度尺)去求幾個力的合力或去求合力的某一個分力.利用作圖法解決共點力作用下物體的平衡問題,雖然此種方法簡潔、直觀、方便,但由于在利用作圖法過程中誤差的存在(包括作圖誤差、視圖誤差、測量誤差等)不可避免,得到的結(jié)果太粗糙.因此,我們在解題時一般不用作圖法.而只是在探討力的變化規(guī)律及相互關(guān)系時使用.
題1 驗證兩個分力和合力的關(guān)系遵從平行四邊形定則
題2 探討隨著兩個共點力大小及夾角發(fā)生變化時合力的變化規(guī)律
上面兩個例題請同學(xué)們自己用直尺動手作一下實地的研究.
共點力的平衡條件學(xué)案
3.5共點力的平衡條件學(xué)案(粵教版必修1)
1.物體處于靜止或者保持______________的狀態(tài),稱為物體的平衡狀態(tài).如桌面上靜止的書、彈簧上靜止的小球和在吊環(huán)上靜止的運(yùn)動員等,都處于平衡狀態(tài).
2.高中物理研究的物體平衡包括以下兩種情況
(1)靜態(tài)平衡:是指物體處于______狀態(tài),其本質(zhì)特征是物體所受合力為____,運(yùn)動學(xué)特征為______為零,________也為零.
(2)動態(tài)平衡:是指物體處于________________
狀態(tài),其本質(zhì)特征仍是物體所受合力為零,運(yùn)動學(xué)特征為______恒定,________為零.
3.對平衡狀態(tài)的理解
若a=0且________,是物體保持靜止?fàn)顟B(tài)的充要條件;若a≠0,v=0,只能說物體的瞬時速度為零,而不能說物體處于平衡狀態(tài).平衡狀態(tài)的根本特征是________而非________.
4.平衡條件
物體在共點力作用下的平衡條件是所受合外力為____.
一、平衡狀態(tài)
圖1
[問題情境]
如圖1所示,我們在電視節(jié)目中看到過一類很驚險的雜技節(jié)目,或頂碗,或走鋼絲,或一個男演員在肩膀上放一根撐桿,一個小女孩在桿上做出很多優(yōu)美、驚險的動作,或?qū)⒁巫盈B放得很高,每張椅子都只有一只腿支撐,一個演員在椅子不同高度處做各種動作……這些節(jié)目有一個共同點,就是要保證碗或演員不能摔下來,實際上,演員們的表演都是很成功的,為什么演員或碗不會掉下來呢?
[要點提煉]
1.平衡狀態(tài)
一個物體在共點力作用下,如果保持靜止或勻速直線運(yùn)動狀態(tài),則這個物體就處于平衡狀態(tài).如光滑水平面上勻速滑動的物塊;沿斜面勻速下滑的木箱;天花板上懸掛的吊燈等.這些物體都處于平衡狀態(tài).
2.分類:共點力作用下物體的平衡分為兩種情形,即靜平衡(物體靜止)和動平衡(物體做勻速直線運(yùn)動).
3.對靜止的理解
靜止與速度v=0不是一回事,物體保持靜止?fàn)顟B(tài),說明v=0,a=0,兩者同時成立,若僅是v=0,a≠0,如豎直上拋到最高點的物體,此時物體并不能保持靜止,上拋到最高點的物體并非處于平衡狀態(tài).
二、共點力作用下物體的平衡條件和求解方法
[要點提煉]
1.共點力作用下物體的平衡條件
(1)處于平衡狀態(tài)的物體,其加速度a=0,由牛頓第二定律F=ma知,物體所受合力F合=0,即共點力作用下物體處于平衡狀態(tài)的力學(xué)特點是__________________.
(2)F合=0,則在任一方向上物體所受合力也為零.將物體所受的共點力正交分解,則平衡條件可表示為下列方程組:________________.
2.求解共點力作用下物體平衡的方法
(1)三角形法:這種方法主要用來解決三力平衡問題.根據(jù)平衡條件并結(jié)合力的合成或分解的方法,把三個平衡力轉(zhuǎn)化為三角形的三條邊,然后通過解三角形求解平衡問題.解三角形的多數(shù)情況是解直角三角形,如果力的三角形并不是直角三角形,能轉(zhuǎn)化為直角三角形的盡量轉(zhuǎn)
化為直角三角形,如利用菱形的對角線相互垂直的特點就得到了直角三角形.不能轉(zhuǎn)化為直角三角形時,可利用力的三角形與空間幾何三角形的相似等規(guī)律求解.
(2)正交分解法:正交分解法在處理四力或四力以上的平衡問題時非常方便.將物體所受各個力均在兩互相垂直的方向上分解,然后分別在這兩個方向上列方程,此時平衡條件可表示為
Fx=0Fy=0
例1物體在共點力作用下,下列說法中正確的是()
A.物體的速度在某一時刻等于零時,物體一定處于平衡狀態(tài)
B.物體相對另一物體保持靜止時,物體一定處于平衡狀態(tài)
C.物體所受合力為零時,就一定處于平衡狀態(tài)
D.物體做勻加速運(yùn)動時,物體處于平衡狀態(tài)
聽課記錄
變式訓(xùn)練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.在平直路面上勻速行駛的汽車
D.做自由落體運(yùn)動的物體在剛開始下落的一瞬間
圖2
例2如圖2所示,在傾角為α的斜面上,質(zhì)量為m的物體在水平力F作用下處于靜止?fàn)顟B(tài),試分析該物體的受力情況.
圖3
變式訓(xùn)練2如圖3所示,一球A夾在豎直墻與三角形劈B的斜面之間,三角形劈的重力為G,劈的底部與地面之間的動摩擦因數(shù)為μ,劈的斜面與豎直墻面是光滑的,劈的斜面傾角為45°.問:欲使劈靜止不動,球的重力不能超過多大?(設(shè)劈的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力)
圖4
例3如圖4所示,把球夾在豎直墻AC和木板BC之間,不計摩擦,球?qū)Φ膲毫镕N1,球?qū)Π宓膲毫镕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.FN1和FN2都增大
B.FN1和FN2都減小
C.FN1增大,F(xiàn)N2減小
D.FN1減小,F(xiàn)N2增大
聽課記錄
圖5
變式訓(xùn)練3如圖5所示,電燈懸掛于兩墻壁之間,更換水平繩OA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
【即學(xué)即練】
1.若一個物體處于平衡狀態(tài),則此物體一定是()
A.靜止的
B.勻速直線運(yùn)動
C.速度為零
D.合力為零
圖6
2.如圖6所示,地面上斜放著一塊木板AB,上面放一個木塊,木塊相對斜面靜止.設(shè)斜面對木塊的支持力為FN,木塊所受摩擦力為f.若使斜面的B端緩慢放低時,將會產(chǎn)生下述的哪種結(jié)果()
A.FN增大,f增大
B.FN增大,f減小
C.FN減小,f增大
D.FN減小,f減小
圖7
3.如圖7,物體m靜止在傾角為θ的斜面上,用水平力F推物體m,若F由零稍微增大一些,但m仍靜止,則()
A.物體m受到的靜摩擦力一定減小
B.物體m受到的合外力不變
C.斜面受到的壓力增大
D.物體m對斜面的靜摩擦力一定增大
圖8
4.如圖8所示,一木板B放在水平地面上,木塊A放在B的上面,A的右端通過輕質(zhì)彈簧秤固定在直立的墻壁上,用F向左拉動B,使它以速度v運(yùn)動,這時彈簧秤示數(shù)為FT.下面的說法中正確的是()
A.木板B受到的滑動摩擦力的大小等于FT
B.地面受到的滑動摩擦力的大小等于FT
C.若木板以2v的速度運(yùn)動,木塊A受到的摩擦力的大小等于2FT
D.若2F的力作用在木板上,木塊A受到的摩擦力的大小等于FT
參考答案
課前自主學(xué)習(xí)
1.勻速直線運(yùn)動
2.(1)靜止零速度加速度(2)勻速直線運(yùn)動速度加速度
3.v=0a=0v=0
4.零
核心知識探究
一、
[問題情境]
演員們經(jīng)過長期的訓(xùn)練,很好地掌握并利用了物體的平衡條件.
二、
[要點提煉]
1.(1)所受合外力F合=0(2)Fx=0;Fy=0
解題方法探究
例1C[處于平衡狀態(tài)的物體,從運(yùn)動形式上是處于靜止?fàn)顟B(tài)或保持勻速直線運(yùn)動狀態(tài),從受力上看,物體所受合力為零.某一時刻速度為零的物體,受力不一定為零,故不一定處于平衡狀態(tài),A錯;物體相對于另一物體靜止時,該物體不一定處于平衡狀態(tài),如當(dāng)另一物體做變速運(yùn)動時,該物體也做相同的變速運(yùn)動,此物體處于非平衡狀態(tài),故B錯;C選項符合平衡條件的判斷,為正確選項;物體做勻加速運(yùn)動,所受合力不為零,故不是平衡狀態(tài),D錯.]
變式訓(xùn)練1AC[在共點力的作用下,物體如果處于平衡狀態(tài),則該物體必同時具有以下兩個特點:從運(yùn)動狀態(tài)來說,物體保持靜止或者勻速直線運(yùn)動,加速度為零;從受力情況來說,合力為零.物體在某一時刻的速度為零,并不等同于這個物體保持靜止,如果物體所受的合力不為零,它的運(yùn)動狀態(tài)就要發(fā)生變化,在下一個瞬間就不再是靜止的了,所以物體是否處于平衡狀態(tài)要由物體所受的合外力和加速度判斷,而不能認(rèn)為物體某一時刻速度為零,就是處于平衡狀態(tài).本題的正確選項應(yīng)為A、C.]
例2見解析
解析如圖所示,物體m受重力mg、斜面支持力FN、水平力F作用,是否受靜摩擦力?其方向怎樣?要回答這個問題,必須分析三個力的關(guān)系才能夠確定.
解法一:(1)當(dāng)FN、F、mg三力平衡,即沿斜面有Fcosα=mgsinα?xí)r,即使斜面粗糙,物體也不受摩擦力.
(2)當(dāng)FN、F、mg合力沿斜面向上時,即在斜面方向上Fcosαmgsinα?xí)r,物體必然受沿斜面向下的摩擦力,否則物體不可能平衡,此時物體所受摩擦力大小為f=Fcosα-mgsinα.
(3)當(dāng)FN、F、mg合力沿斜面向下時,即沿斜面方向有Fcosαmgsinα?xí)r,物體必然受沿斜面向上的摩擦力作用,此時物體所受摩擦力大小為f=mgcosα-Fcosα.
解法二:可用假設(shè)法,假設(shè)物體所受摩擦力f沿斜面向下,則根據(jù)物體平衡條件,得Fcosα=f+mgsinα,所以f=Fcosα-mgsinα.
討論:①當(dāng)Fcosα-mgsinα=0時,f=0.
②當(dāng)Fcosα-mgsinα0時,f0,物體所受摩擦力方向與假設(shè)方向相同,即沿斜面向下.
③當(dāng)Fcosα-mgsinα0時,f0,物體所受摩擦力方向與假設(shè)方向相反,即沿斜面向上.
變式訓(xùn)練2球的重力不能超過μ1-μG
解析由三角形劈與地面之間的最大靜摩擦力,可以求出三角形劈所能承受的最大壓力,由此可求出球的最大重力.
球A與三角形劈B的受力情況如圖甲、乙所示,球A在豎直方向的平衡方程為:
GA=FNBAsin45°①
三角形劈的平衡方程為:
fm=FNABsin45°②
FNB=G+FNABsin45°③
另有fm=μFNAB④
由②③④式可得:FNAB=μG221-μ
而FNBA=FNAB,代入①式可得:GA=μ1-μG
例3B[準(zhǔn)確畫出物體的受力圖,明確哪些量變、哪些量不變,然后由平衡條件和幾何知識進(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,但研究對象只能取球,由于球處于一個動態(tài)平衡過程,F(xiàn)N1和FN2都是變力,畫受力圖可以先畫開始時刻的,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:使球壓墻的力F1和使球?qū)Π宓膲毫2.根據(jù)G產(chǎn)生的效果將其分解,如圖所示,則F1=FN1,F(xiàn)2=FN2.從圖中不難看出,當(dāng)板BC逐漸被放平的過程中,F(xiàn)1的方向保持不變而大小逐漸減小,F(xiàn)2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.]
變式訓(xùn)練3BD
[該題是動態(tài)平衡問題,處理這類問題要牢記一點,取結(jié)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.
由圖可知:在A點上移的過程中,F(xiàn)1先變小后增大,F(xiàn)2一直減小,所以答案B、D正確.]
即學(xué)即練
1.D
2.B[木塊在重力、支持力、摩擦力作用下平衡,F(xiàn)N=Gcosθ,f=Gsinθ.]
3.BC[當(dāng)物體不受F作用時,由受力分析可知:
沿斜面方向,有摩擦力f=mgsinθ
沿垂直斜面方向,斜面對物體的支持力FN=mgcosθ
當(dāng)水平力F作用于物體m上并由零稍微增大后,物體仍靜止,所受合力為零,B選項正確.
由分析知:
f=Fcosθ-mgsinθ,F(xiàn)N=Fsinθ+mgcosθ
因而,當(dāng)F稍微增大一些時,F(xiàn)N必增大,斜面受到的正壓力增大,選項C正確.F開始增大,f減小,當(dāng)F增大到Fcosθ=mgsinθ時,f=0.當(dāng)F繼續(xù)增大時,物體m相對于斜面有向上的運(yùn)動趨勢,故靜摩擦力改變方向,此時沿斜面方向上平衡方程可變?yōu)椋篎cosθ=mgsinθ+f
當(dāng)F繼續(xù)增大時,f亦繼續(xù)增大,直至物體開始滑動,故A、D錯誤,B、C正確.]
4.D
高一物理《研究物體間的相互作用》知識點總結(jié)粵教版
高一物理《研究物體間的相互作用》知識點總結(jié)粵教版
一、探究形變與彈力的關(guān)系
彈性形變(撤去使物體發(fā)生形變的外力后能恢復(fù)原來形狀的物體的形變)范性形變(撤去使物體發(fā)生形變的外力后不能恢復(fù)原來形狀的物體的形變)3、彈性限度:若物體形變過大,超過一定限度,撤去外力后,無法恢復(fù)原來的形狀,這個限度叫彈性限度。
二、探究摩擦力
滑動摩擦力:一個物體在另一個物體表面上相當(dāng)于另一個物體滑動的時候,要受到另一個物體阻礙它相對滑動的力,這種力叫做滑動摩擦力。
說明:①摩擦力的產(chǎn)生是由于物體表面不光滑造成的。
三、力的合成與分解
(1)若處于平衡狀態(tài)的物體僅受兩個力作用,這兩個力一定大小相等、方向相反、作用在一條直線上,即二力平衡
(2)若處于平衡狀態(tài)的物體受三個力作用,則這三個力中的任意兩個力的合力一定與另一個力大小相等、方向相反、作用在一條直線上
(3)若處于平衡狀態(tài)的物體受到三個或三個以上的力的作用,則宜用正交分解法處理,此時的平衡方程可寫成
①確定研究對象;②分析受力情況;③建立適當(dāng)坐標(biāo);④列出平衡方程
四、共點力的平衡條件
1.共點力:物體受到的各力的作用線或作用線的延長線能相交于一點的力
2.平衡狀態(tài):在共點力的作用下,物體保持靜止或勻速直線運(yùn)動的狀態(tài).
說明:這里的靜止需要二個條件,一是物體受到的合外力為零,二是物體的速度為零,僅速度為零時物體不一定處于靜止?fàn)顟B(tài),如物體做豎直上拋運(yùn)動達(dá)到最高點時刻,物體速度為零,但物體不是處于靜止?fàn)顟B(tài),因為物體受到的合外力不為零.
3.共點力作用下物體的平衡條件:合力為零,即0
說明;
①三力匯交原理:當(dāng)物體受到三個非平行的共點力作用而平衡時,這三個力必交于一點;
②物體受到N個共點力作用而處于平衡狀態(tài)時,取出其中的一個力,則這個力必與剩下的(N-1)個力的合力等大反向。
③若采用正交分解法求平衡問題,則其平衡條件為:FX合=0,F(xiàn)Y合=0;
④有固定轉(zhuǎn)動軸的物體的平衡條件
五、作用力與反作用力
學(xué)過物理學(xué)的人都會知道牛頓第三定律,此定律主要說明了作用力和反作用的關(guān)系。在對一個物體用力的時候同時會受到另一個物體的反作用力,這對力大小相等,方向相反,并且保持在一條直線上。