受力分析共点力平衡

受力分析共点力平衡 The latest revision on November 22, 2020
受力分析、共点力的平衡
一、受力分析
1.定义
把指定物体(研究对象)在特定的物理环境中受到的所有外力都找出来，并画出___________的过程.
2.受力分析的一般顺序
先分析场力(______、电场力、磁场力)，再分析接触力(弹力、______)，最后分析其他力.
二、共点力的平衡
1.平衡状态：物体处于_____或______________的状态，即a=0.
2.共点力的平衡条件：_______或F
x =0、F
y
=0.
3.平衡条件的推论
二力平衡：如果物体在两个共点力的作用下处于平衡状态，这两个力必定大小_____，方向_____.
【例1】如图所示，物体M在竖直向上的拉力F的作用下静止在斜面上，关于M受力的个数，下列说法中正确的是( )
.M一定是受两个力作用
.M一定是受四个力作用
.M可能受三个力作用
.M可能受两个力作用,也可能受四个力作用
例2:如图所示，斜面和物块静置在水平地面上，某时刻起，对施加一个沿斜面向上的拉力F，力F从零开始随时间均匀增大，在这一过程中，、始终保持静止．则地面对的
( )．
．支持力不变．支持力减小．摩擦力增大．摩擦力减小
例 2.如图所示，重50 N的物体放在倾角为37°的粗糙斜面上，有
一根原长为10 cm，劲度系数为800 N/m的弹簧，其一端固定在斜面顶
端，另一端连接物体后，弹簧长度为14 cm ，现用一测力计沿斜面向下拉物体，若物体与斜面间的最大静摩擦力为20 N ，当弹簧的长度仍为14 cm 时，测力计的读数不可能为( ) .10 N
.20 N .40 N
.0 N 例3.如图所示，质量为m 的物体在与斜面平行向上的拉力F 作用下，沿着水平地面上质量为M 的粗糙斜面匀速上滑，在此过程中斜面保持静止，则地面对斜面( )
.无摩擦力
.支持力等于(m+M)g
.支持力为(M+m)g-Fsin θ
.有水平向左的摩擦力，大小为Fcos θ
例4.如图所示，光滑半球形容器固定在水平面上，O 为球心，一质量为m 的小滑块，在水平力F 的作用下静止于P 点.设滑块所受支持力为F N ,OP 与水平方向的夹角为θ.下列关系正确
的是( ) .mg F tan =θ .F=mgtan θ
.N mg
F sin =θ .F N =mgtan θ 针对练习 ：
1.如图所示，重20 N 的物体放在粗糙水平面上，用F=8 N 的力斜向下推物体，F 与水平面成30°角，物体与水平面间的动摩擦因数μ=,物体与水平面间的最大静摩擦力认为等于滑动摩擦力，则( )
.地面对物体的支持力为24 N
.物体所受的摩擦力为12 N
.物体所受的合力为5 N
.物体所受的合力为零
2.在广场游玩时，一小孩将一充有氢气的气球用细绳系于一个小石块上，并将小石块置于水平地面上，如图所示.若水平的风速逐渐增大(设空气密度不变)，则下列说法中正确的是
( )
.细绳的拉力逐渐增大
.地面受到小石块的压力逐渐减小
.小石块滑动前受到地面施加的摩擦力逐渐增大，滑动后受到的摩
擦力不变
.小石块有可能连同气球一起被吹离地面
3．半圆柱体P放在粗糙的水平地面上，其右端有固定放置的竖直挡板MN.在P和MN之间放有一个光滑均匀的小圆柱体Q，整个装置处于静止状态.如图所示是这个装置的纵截面图.若用外力使MN保持竖直，缓慢地向右移动，在Q落到地面以前，发现P始终保持静止.在此过程中，下列说法中正确的是( )
.MN对Q的弹力逐渐减小
.地面对P的摩擦力逐渐增大
.P、Q间的弹力先减小后增大
.Q所受的合力逐渐增大
4. 如图所示，倾斜天花板平面与竖直平面夹角为θ，推力F垂直天花板平面作用在质量为m的木块上，使其处于静止状态，则下列说法正确的是
( )．
．木块可能受三个力作用
．天花板对木块的弹力等于mg sin θ
．木块受的静摩擦力可能等于0
．木块受的静摩擦力等于mg cos θ
5.两倾斜的滑杆上分别套有、两个圆环，两圆环上分别用细线悬吊着一个物体，如右图所示．当它们都沿滑杆向下滑动时，的悬线与滑杆垂直，的悬线竖直向下，则( )
．圆环与滑杆有摩擦力
．圆环与滑杆无摩擦力
．圆环做的是匀速运动
．圆环做的是匀速运动
6.如图所示，两个质量均为m的小环套在一水平放置的粗糙长杆上，
两根长度均为l的轻绳一端系在小环上，另一端系在质量为M的木块
上，两个小环之间的距离也为l，小环保持静止.试求：
(1)小环对杆的压力；
(2)小环与杆之间的动摩擦因数μ至少为多大
牛顿定律解题中整体法和隔离法的应用
1.整体法的选取原则
若连接体内各物体具有相同的加速度,且不需要求物体之间的作用力,可以把它们看成一个整体，分析整体受到的外力,应用牛顿第二定律求出加速度(或其他未知量).
2.隔离法的选取原则
若连接体内各物体的加速度不相同,或者要求出系统内两物体之间的作用力时，就需要把物体从系统中隔离出来,应用牛顿第二定律列方程求解.
3.整体法、隔离法的交替运用
若连接体内各物体具有相同的加速度，且要求物体之间的作用力时，可以先用整体法求出加速度，然后再用隔离法选取合适的研究对象，应用牛顿第二定律求作用力.即“先整体求加速度，后隔离求内力”
例1：如图所示，质量为m
1和m
2
的两个物体用细线相连，在大小恒定的拉力F作用下，先沿
光滑水平面，再沿粗糙的水平面运动，则在这两个阶段的运动中，细线上张力的大小情况是( )
.由大变小
B.由小变大
C.始终不变
D.由大变小再变大
针对训练
1.五个质量相等的物体置于光滑的水平面上,如图所示,现向右施加大小为F、方向水平向右的恒力,则第2个物体对第3个物体的作用力等于( )
. 1
5F B.
2
5F
C.
3
5F D.
4
5F
2.如图所示，固定在水平面上的斜面倾角θ=37°，长方体木块的MN面上钉着一颗小钉子，质量m= kg的小球B通过一细线与小钉子相连接，细线与斜面垂直，木块与斜面间的动摩擦因数μ=.
现将木块由静止释放，木块将沿斜面下滑.求在木块下滑的过程中小球对木块MN面的压力.(取g=10 m/s2，sin37°=，cos37°=
3. 质量为M的光滑圆槽放在光滑水平面上，一水平恒
力F作用在其上促使质量为m的小球静止在圆槽上，如
图所示，则
( )．
．小球对圆槽的压力为MF
m＋M
B．小球对圆槽的压力为
mF m＋M
C．水平恒力F变大后，如果小球仍静止在圆槽
上，小球对圆槽的压力增加
D．水平恒力F变大后，如果小球仍静止在圆槽上，小球对圆槽的压力减小
4. 如图所示，一固定光滑杆与水平方向夹角为θ，将一质量为m
1
的小环套在杆上，通过轻
绳悬挂一个质量为m
2
的小球，静止释放后，小环与小球保持相对静止以相同的加速度a一起下滑，此时绳子与竖直方向夹角为β，则下列说法正确的是( )
.杆对小环的作用力大于m
1g+m
2
g
不变，则m
2
越大，β越小
C.θ＝β，与m
1、m
2
无关
D.若杆不光滑，β可能大于θ。