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1、泰山高联培训学校 物理（高三） 教案第四讲 受力分析与物体平衡高考试题回顾：1. （海南卷）5如右图，水平地面上有一楔形物块 a，其斜面上有一小物块 b，b 与平行于斜面的细绳的一端相连，细绳的另一端固定在斜面上a 与 b 之间光滑，a 和 b 以共同速度在地面轨道的光滑段向左运动当它们刚运行至轨道的粗糙段时A绳的张力减小，b 对 a 的正压力减小B绳的张力增加，斜面对 b 的支持力增加C绳的张力减小，地面对 a 的支持力增加D绳的张力增加地面对 a 的支持力减小2. （福建卷）16质量为 2kg 的物体静止在足够大的水平面上，物体与地面间的动摩擦因数为 02，最大静摩擦力和滑动摩擦力大小视为
2、相等。从t=0 时刻开始，物体受到方向不变、大小呈周期性变化的水平拉力 F 的作用，F 随时间t 的变化规律如图所示。重力加速度 g 取 10m/s2，则物体在 t=0 到 t=12s 这段时间内的位移大小为A18m B54mC72m D198m3. （广东卷）13图 2 为节日里悬挂灯笼的一种方式，A、B 点等高，O 为结点，轻绳 AO、BO 长度相等，拉力分别为FA 、F B， 灯笼受到的重力为 G下列表述正确的是AF A 一定小于 GBF A 与 FB 大小相等CF A 与 FB 是一对平衡力DF A 与 FB 大小之和等于 G4. （山东卷）16.如图所示，物体沿斜面由静止滑下，在水平
3、面上滑行一段距离停止，物体与斜面和水平面间的动摩擦因数相同，斜面与水平面平滑连接。图乙中 和 分vaf、 、 s别表示物体速度大小、加速度大小、摩擦力大小和路程。图乙中正确的是知识归纳总结：一、物体的受力分析1明确研究对象2按顺序找力先场力（重力、电场力、磁场力） ，后接触力；接触力中必须先弹力，后摩擦力（只有在有弹力的接触面之间才可能有摩擦力） 。3只画性质力，不画效果力4需要合成或分解时，必须画出相应的平行四边形（或三角形）二、 、物体的平衡1.物体的平衡有两种情况：一是质点静止或做匀速直线运动，物体的加速度为零；二是物体不转动或匀速转动（此时的物体不能看作质点） ；a b 右左泰山高联培
4、训学校 物理（高三） 教案2.速度为零并不等于静止。三、共点力作用下物体的平衡条件1共点力的平衡条件：在共点力作用下物体的平衡条件是合力为零，即 F 合 =0 或 Fx合 =0，F y 合 =02判定定理：物体在三个互不平行的力的作用下处于平衡，则这三个力必为共点力。（表示这三个力的矢量首尾相接，恰能组成一个封闭三角形）4解题方法：当物体在两个共点力作用下平衡时，这两个力一定等值反向；当物体在三个共点力作用下平衡时，往往采用平行四边形定则或三角形定则；当物体在四个或四个以上共点力作用下平衡时，往往采用正交分解法。应用规律方法：一、利用平衡条件解题的方法1.正交分解法；2.力的合成与分解的方法；
5、3.相似三角形法；4.整体隔离法例 1、如图所示，两个质量分别为 m、4m 的小球 A、B （可视为质点） ，用轻杆连结，并通过长为 L 的轻绳挂在光滑的定滑轮上，求系统平衡时，OA、OB 段绳长各为短少？例 2、有一个直角支架 AOB，AO 水平放置，表面粗糙。 OB 竖直向下，表面光滑。AO 上套有小环 P，OB 上套有小环 Q，两环质量均为 m，两环间由一根质量可忽略、不可伸长的细绳相连，并在某一位置平衡，如图所示。现将 P 环向左移一小段距离，两环再次达到平衡，那么将移动后的平衡状态和原来的平衡状态比较，AO 杆对 P 环的支持力 FN 和细绳上的拉力 T 的变化情况是 （ ）AF N
6、 不变， T 变大 BF N 不变，T 变小CF N 变大，T 变大DF N 变大， T 变小 二、动态平衡类问题所谓动态平衡是指通过控制某些物理量，使物体的状态发生缓慢变化，而在这一过程中物体又始终处于一系列的平衡状态。处理的方法有：函数法、图像法、相似三角形法、整体隔离法等。例 3、如图所示，一物体放在斜面上处于静止状态。现加一水平推力 F，若在推力 F从零开始逐渐增大的过程中，物体仍保持静止，则下列判断中正确的是（ ）A斜面对物体的静摩擦力一定增大B斜面对物体的支持力一定增大C物体在水平方向所受合力一定增大D物体在竖直方向所受合力一定增大例 4、一盏电灯重为 G，悬于天花板上 A 点，在
7、电线 O 处系一细线 OB，使电线 OA 偏离竖直方向的夹角为 =30 0，如图所示。现OQBAP泰山高联培训学校 物理（高三） 教案保持 角不变，缓慢调整 OB 方向至 OB 线上拉力最小为止，此时 OB 与水平方向的交角 等于多少？最小拉力是多少？解析：三、平衡问题中的临界与极值问题一个物理问题中，往往会涉及到几个物理过程，不同的物理过程，遵从不同的物理规律。物理过程有先有后，在前一个物理过程与后一个物理过程之间，必然存在这样一个状态临界状态：此前为一个物理过程，此后是另一个物理过程，所以临界状态是从一个物理现象（状态、过程）到另一个物理现象（状态、过程）时所出现的转折点。临界状态和一定的
8、条件相对应，即临界条件。临界问题错综复杂，临界条件千变万化，有的临界条件较为明显，容易判断，但更多的临界条件是隐含的。因此，很难用几个有限的条件来概括。但是，我们仍能总结出它们的一些规律，如弹力（包括张力） 、摩擦力等被动力，随其它外力或运动状态的变化而变化时，所出现的转折点。解决临界问题，必须在变化中去寻找临界条件，即不能停留在一个状态来研究临界问题，而是要研究变化的过程、变化的物理量，寻找临界条件，解决临界问题的基本思路是：（1）认真审题，详尽分析问题中变化的过程， （包括分析整体过程中有几个阶段） ；（2）寻找过程中变化的物理量（自变量与因变量）（3）探索因变量随自变量变化时的变化规律，
9、要特别注意相关物理量的变化情况；（4）确定临界状态，分析临界条件，找出临界关系。显然分析变化过程，确定因变量随自变量变化的规律，是解决问题的关键。例 5、跨过定滑轮的轻绳两端，分别系着物体 A 和物体 B，物体 A 放在倾角为 的斜面上（如图所示） ，已知物体 A 的质量为 m ，物体A 与斜面的动摩擦因数为 ( tan )，滑轮的摩擦不计，要使物体A 静止在斜面上，求物体 B 的质量的取值范围。解析：四、 “稳态速度”类问题中的平衡例 6、 （2003 年江苏）当物体从高空下落时，空气阻力随速度的增大而增大，因此经过一段距离后将匀速下落，这个速度称为此物体下落的稳态速度。已知球形物体速度不大
10、时所受的空气阻力正比于速度 v，且正比于球半径 r，即阻力 f=krv，k 是比例系数。对于常温下的泰山高联培训学校 物理（高三） 教案空气，比例系数 k=3.410-4Ns/m2。已知水的密度 kg/m3，重力加速度为10.m/s2。求半径 r=0.10mm 的球形雨滴在无风情况下的稳态速度。 （结果保留两位有效10g数字）解析：能力强化训练1.如图所示，将一条轻而柔软的细绳一端固定在天花板上的 A 点，另一端固定在竖直墙上的 B 点，A 和 B 到 O 点的距离相等，绳长为OA 的两倍.滑轮的大小与质量均可忽略，滑轮下悬挂一质量为 m 的重物.设摩擦力可忽略，求平衡时绳所受的拉力为多大？2.如图所示，在倾角 =30的粗糙斜面上放一物体，重力为 G.现用与斜面底边平行的力 F= 推物体，物体恰能在2G斜面上做匀速直线运动，求物体与斜面间的动摩擦因数.
