共点力动态平衡专题及详解
标准文档共点力动态平衡专题及详解1.用绳将重球挂在光滑的墙上,设绳子的拉力为T ,墙对球的弹力为N ,如图所示,如果将绳的长度加长,则A .T 、N 均减小B .T 、N 均增加C .T 增加,N 减小D .T 减小,N 增加【答案】A【解析】试题分析:设绳子和墙面夹角为θ,对小球进行受析:把绳子的拉力T 和墙对球的弹力为N 合成F ,由于物体是处于静止的,所以物体受力平衡,所以物体的重力等于合成F ,即F=G ,根据几何关系得出: cos mg T θ=,N=mgtan θ.先找到其中的定值,就是小球的重力mg ,mg 是不变的,随着绳子加长,细线与墙壁的夹角θ减小,则cos θ增大, cos mg θ减小;tan θ减小,mgtang θ减小;所以T 减小,N 减小.故选A考点:共点力动态平衡点评:动态平衡是指平衡问题中的一部分力是变力,是动态力,力的大小和方向均要发生变化,所以叫动态平衡,这是力平衡问题中的一类难题.解决这类问题的一般思路是:用不变化的力表示变化的力.2.2008年1月以来,中国南方大部分地区和西北地区东部出现了建国以来罕见的持续大范围低温、雨雪和冰冻的极端天气。
南方是雨雪交加,不仅雪霜结冰,而且下雨时边刮风边结冰,结果造成输电线路和杆塔上面的冰层越裹越厚,高压电线覆冰后有成人大腿般粗,电力线路很难覆冰,而致使输配电线路被拉断或频频跳闸。
现转化为如下物理模型:长为125m 的输电线的两端分别系于竖立在地面上相距为100m 的两杆塔的顶端A 、B 。
导线上悬挂一个光滑的轻质挂钩,其下连着一个重为300N 的物体,不计摩擦,平衡时,导线中的张力T 1,现使A 点缓慢下移一小段,导线中的张力为T 2,则下列说法正确的是( )A .T 1>T 2B .T 1<T 2C .T 1=T 2D .不能确定【答案】C【解析】选挂钩为研究对象,受力如图所示。
设绳与水平面夹角为α,由平衡条件有 2T sin α=G ,其中G =300N ,若将绳延长,不难得到sin α=3/5,则可得T =250N 。
因此应该选择答案C 。
3.一根水平粗糙的直横杆上,套有两个质量均为m 的小铁环,两铁环上系着两条等长的细线,共同拴住一个质量为M 的球,两铁环和球均处于静止状态,如图所示,现使两铁环间距稍许增大后系统仍处于静止状态,则水平横杆对铁环的支持力N 和摩擦力f 的变化是( )A .N 不变,f 不变B .N 不变,f 变大C .N 变大,f 变大D .N 变大,f 不变【答案】B【解析】 对两小铁环和球进行受力分析如图:设绳与水平面的夹角为θ。
把两铁环和球看成一个整体,在竖直方向上合力为零即2(2)N M m g =+,N 和θ无关故N 不变;对M 由平衡条件2sin T Mg θ=,θ减小,T 增大;cos f T θ=,θ减小,f 增大,故选B 。
4.顶端装有定滑轮的粗糙斜面体放在地面上,A 、B 两物体通过细绳连接,并处于静止状态(不计绳的质量和绳与滑轮间的摩擦),如图所示。
现用水平力F 作用于物体B 上,缓慢拉开一小角度,此过程中斜面体与物体A 仍然静止。
则下列说法正确的是( )A .水平力F 不变B .物体A 所受斜面体的摩擦力一定变大标准文档 C .物体A 所受斜面体的作用力不变D .斜面体所受地面的支持力一定不变【答案】D【解析】 设物体B 在F 作用下缓慢拉开一个小角度θ,拉开过程中θ增大,此时物体B 受力平衡,水平力tan F mg θ=也增大,A 选项错;绳子拉力cos T mg F θ=也增大,由于原来物体A 所受摩擦力的方向不清楚(可能沿斜面向上也可能沿斜面向下),所以物体A 所受斜面体的摩擦力的大小不一定增大,B 选项错误;物体A 受到斜面体的弹力和摩擦力,这两个力的合力大小等于物体A 受到的重力和绳子拉力T F 的合力,拉力T F 发生变化,所以物体A 受斜面体的作用力也发生变化,C 选项错误;将两个物体A 、B 和斜面看成一个整体,在F 作用过程中,整体在竖直方向的受力情况不变,故斜面体所受地面的支持力不变,D 选项正确。
5.如图所示,水平地面上的物体受重力G 和水平作用力F ,物体保持静止.现在使作用力F 保持大小不变,方向沿逆时针方向缓缓转过180,而物体始终保持静止,则在这个过程中,物休对地面的正压力N 的大小和地面给物体的摩擦力f 的大小的变化情况是( )A .f 不变B .f 先变小后变大C .N 先变小后变大D .N 先变大后变小【答案】BC【解析】 当F 由图示位置转过180的过程,竖直方向的分力先增大后减小,水平方向的分力先减小后增大,由平衡条件知,B 、C 均正确。
6.如图所示,横梁(质量不计)的A 端用铰链固定在墙壁上,B 端用细绳悬挂在墙壁的C 点,当重物G 由B 向A 移动的过程中,在A 点,墙壁对横梁的作用力的变化是( )A .由小变大,方向沿水平不变B .由大变小,方向沿水平不变C .由小变大再变小,方向由水平变为竖直向上D .由大变小再变大,方向由水平变为竖直向上【答案】D【解析】因横梁所受物体对它的拉力G 的大小和方向不变,绳的张力T 方向不变,横梁始终处于平衡状态,所以三力的作用线必交于一点,为此,用力的矢量三角形法则作出如图所示的一系列闭合三角形。
由图可知,A 点作用力F 由大变小再变大,其方向由水平逐渐变为竖直向上。
所以,答案D 是正确的。
7.如图所示,桌面上固定一个光滑竖直挡板,现将一个重球A 与截面为三角形垫块B 叠放在一起,用水平外力F 可以缓缓向左推动B ,使球慢慢升高,设各接触面均光滑,则该过程中A .A 和B 均受三个力作用而平衡B .B 对桌面的压力越来越大C .A 对B 的压力越来越小D .推力F 的大小恒定不变【答案】D【解析】试题分析:先以小球A 为研究对象,分析受力情况:重力、墙的弹力和斜面的支持力三个力.B 受到重力、A 的压力、地面的支持力和推力F 四个力,故A 错误;当柱状物体向左移动时,斜面B 对A 的支持力和墙对A 的支持力方向均不变,根据平衡条件得知,这两个力大小保持不变.则A 对B 的压力也保持不变.对整体分析受力如图所示,由平衡条件得知,1F N =,墙对A 的支持力1N 不变,则推力F 不变.地面对整体的支持力N G =总,保持不变.则B 对地面的压力不变,故B 、C 错误,D 正确。
考点:共点力平衡的条件及其应用;力的合成与分解的运用.8.如图,物体在水平力F 作用下静止在斜面上。
若稍许增大F ,仍使物体静止在斜面上,则斜面对物体的静摩擦力F f 、支持力F N 以及F f 和F N 的合力F′变化情况是( )A .F f 不一定增大,F N 一定增大,F ′一定增大B .F f 一定增大,F N 一定增大,F ′不变C .F f 、F N 、F ′均增大D .F f 、F N 不一定增大,F ′一定增大【答案】A【解析】 试题分析:物体受重力、支持力、推力及摩擦力而处于平衡状态;根据受力分析及正交分解可得:在垂直斜面方向上,F N =Gcos θ+Fsin θ;增大推力F ,则支持力一定增大;沿斜面方向上有:Fcos θ=mgsin θ+f ;若推力沿斜面向上的分力大于重力的分力,则摩擦力向下,若推力增大,则摩擦力增大;若推力沿斜面向下的分力小于重力的分力,则摩擦力向上,若推力增大,则摩擦力减小;物体处于静止,合力为零:F f 和F N 的合力F ′与重力与F 的合力等大反向,推力F 增大,则重力与F 的合力增大,则F f 和F N 的合力F ′增大;故选:A .标准文档考点:物体的平衡及正交分解法。
9.如图所示,有一质量不计的杆AO,长为R,可绕A自由转动。
用绳在O点悬挂一个重为G的物体,另一根绳一端系在O点,另一端系在以O点为圆心的圆弧形墙壁上的C 点。
当点C由图示位置逐渐向上沿圆弧CB移动过程中(保持OA与地面夹角θ不变),OC绳所受拉力的大小变化情况是A.逐渐减小 B.逐渐增大C.先减小后增大 D.先增大后减小【答案】C【解析】试题分析:据题意,当细绳OC的C段向B点移动过程中,系统处于平衡状态,对点O,受到杆的支持力N和细绳OC的拉受力分析,受到悬挂物的拉力,该拉力为:T G力T C,由力的三角形定则,即如上图所示,从图可以看出代表细绳OC的拉力T C的对应边的长度先减小后增加,则该拉力的大小也是先减小后增加,故选项C正确。
考点:本题考查力的动态平衡问题。
10.如图所示,一光滑小球静止放置在光滑半球面的底端,用竖直放置的光滑挡板水平向右缓慢地推动小球,则在小球运动的过程中(该过程小球未脱离球面),木板对小球的推力F1、半球面对小球的支持力F2的变化情况正确的是A.F1增大,F2减小 B.F1减小,F2减小C.F1增大,F2增大 D.F1减小,F2增大【答案】C【解析】试题分析:据题意,当小球在竖直挡板作用下缓慢向右移动,受力情况如上图所示,移动过程中球面对小球作用力逆时针旋转,与竖直方向夹角增大,即θ角增大,则挡板对小球作用力有:1tan F G θ=,夹角增大,该力也增加;球面对小球作用力为:2cos G F θ=,当夹角增大时该力也增大,故选项C 正确。
考点:本题考查力的动态平衡问题。
11.如图所示,不计重力的轻杆OP 能以O 为轴在竖直平面内自由转动,P 端挂一重物,另用一根轻绳通过滑轮系住P 端,当OP 和竖直方向的夹角缓慢增大时(),OP 杆所受作用力的大小A 、恒定不变B 、逐渐增大C 、逐渐减小D 、先增大后减小【答案】 A【解析】在OP 杆和竖直方向夹角缓慢增大时(),结点P 在一系列不同位置处于准静态平衡,以结点P 为研究对象,如图1所示,结点P 受向下的拉力G ,QP 绳的拉力T , OP 杆的支持力,三力中,向下的拉力恒定(大小、方向均不变),绳、杆作用力大小均变,绳PQ 的拉力T 总沿绳PQ 收缩的方向,杆OP 支持力方向总是沿杆而指向杆恢复形变的方向(方向变化有依据),做出处于某一可能位置时对应的力三角形图,如图2所示,则表示这两个力的有向线段组成的三角形与几何线段组成的三角形相似,根据标准文档相似三角形知识即可求得,由图可知,得,,即不变,正确答案为选项A12.如图所示,两根细绳拉住一个小球,开始时AC水平,现保持两细线间的夹角不变,而将整个装置顺时针缓慢转过,则在转动过程中,AC绳的拉力和BC绳的拉力大小变化情况是A、先变大后变小,一直变小B、先变大后变小,一直变小C、先变小后变大,一直变小D、先变小后变大,一直变大【答案】 B【解析】整个装置顺时针缓慢转过时,小球可在一系列不同位置处于准静态平衡,以小球为研究对象,如图所示,小球受重力G, AC绳的拉力, BC绳的拉力,三力中,重力恒定(大小、方向均不变),两绳拉力均变化,但方向总沿绳,随绳的方位而变化(即变化有依据),做出绳处于各可能位置时对应的力三角形图,由图可知,先逐渐增大(弦增大直径)后逐渐减小,一直减小,到转过90°时减为零。
第三章 相互作用——力 5 共点力的平衡 第1课时 平衡问题的分析方法、动态平衡问题课件
解 析
题组 五 新高考适应练 D
解 析
C
解 析
A
解 用轻弹簧竖直悬挂质量为m的物体时,对物体受力分析,根据共点力平衡条 析 件得F=mg,根据胡克定律得F=kL。质量为2m的物体放在斜面上时,再次对物
点题:应用平衡条件分析。
D
解 析
D
解 析
题组 三 动态平衡问题 BD
解 析
A
解 析
AD
解 将甲、乙、丙、丁四种情况小球的受力图作于一幅图上,如图所示,根据平
析 衡条件得知,丁图中斜面体对小球的弹力为零,挡板MN对小球的弹力大小等 于其重力G。斜面体对小球的弹力和挡板MN对小球的弹力的合力与重力大小 相等、方向相反,根据平行四边形定则知,丙图中挡板MN对球O的弹力最小, 甲图中斜面体对球O的弹力最大,故B、C错误,A、D正确。
解 根据共点力的概念,几个力如果都作用在物体的同一点,或者它们的作用线 析
相交于同一点,这几个力叫作共点力,故C、D正确。一对平衡力一定作用在 同一条直线上,它们一定是共点力,故B正确。对于选项A中所描述的两个力, 它们有可能一上一下,互相平行但不共点,故A错误。
题组 二 共点力平衡条件的应用
2.[2022浙江浙南名校联盟高一期中]如图所示,固定斜面上有一小球,用 一竖直轻弹簧与之相连,小球处于静止状态,不考虑小球的滚动。下列说法 正确的是( C ) A.小球与斜面之间一定有弹力 B.弹簧一定处于伸长状态 C.弹簧可能处于压缩状态 D.小球最多受到个力
D.从某时刻开始保持力F的大小不变,减小F与水平方向的夹角θ,地面对拖把的支持力FN也
高中物理专题1 共点力的平衡
专题 动态平衡问题动态平衡:平衡问题中的一部分力是变力,是动态力,力的大小和方向缓慢变化,所以叫动态平衡,这是共点力平衡问题中的一类题型.在问题的描述中常用“缓慢”等语言叙述。
基本方法:解析法、图解法和相似三角形法等.1.解析法解题步骤:(1)列平衡方程求出未知量与已知量的关系表达式. (2)根据已知量的变化情况确定未知量的变化情况.例1.如图所示,光滑的四分之一圆弧轨道AB 固定在竖直平面内,A 端与水平面相切.穿在轨道上的小球在拉力F 作用下,缓慢地由A 向B 运动,F 始终沿轨道的切线方向,轨道对球的弹力为F N .在运动过程中( )A .F 增大,F N 增大B .F 减小,F N 减小C .F 增大,F N 减小D .F 减小,F N 增大2.图解法(矢量三角形法)适用情况:一个力是恒力(F 1),另一个力的方向不变(F 2),第三个力大小、方向均变化(F 3). 解题技巧:根据三角形定则将表示三个力的有向线段依次画出构成一个三角形(先画出大小、方向均不变的力,再画方向不变的力,最后画大小、方向均变化的力),由题意改变方向变化的力的方向.由动态图解可知力的大小变化情况.例2.(多选)用绳AO 、BO 悬挂一个重物,BO 水平,O 为半圆形支架的圆心,悬点A 和B 在支架上.悬点A 固定不动,将悬点B 从图示位置沿支架逐渐移动到C 点的过程中,绳OA 和绳OB 上的拉力大小的变化情况是( )A .OA 绳上的拉力逐渐减小B .OA 绳上的拉力先减小后增大C .OB 绳上的拉力逐渐增大D .OB 绳上的拉力先减小后增大针对训练. (多选)一盏电灯重力为G ,悬于天花板上的B 点,在电线O 处系一细线OA ,使电线OB 与竖直方向的夹角为β=30°,OA 与水平方向成α角,如图所示.现保持O 点位置不变,使α角由0°缓慢增加到90°,在此过程中( )A .电线OB 上的拉力逐渐减小 B .细线OA 上的拉力先减小后增大C .细线OA 上拉力的最小值为12GD .细线OA 上拉力的最小值为32G3.相似三角形法适用情况:一个力是恒力,另外两个力方向均改变,且方向不总是相互垂直;有明显长度变化关系。
共点力平衡专题专题教育课件
• 注意几点:(1)哪个是恒力,哪个是方向不变旳力,哪个是方向变化旳力。 • (2)正确判断力旳变化方向及方向变化旳范围。 • (3)力旳方向在变化旳过程中,力旳大小是否存在极值问题。
种光滑旳轻质挂钩,其下连着一种重为12N旳物
体,平衡时,问: ①绳中旳张力T为多少?
B
A
αα
②A点向上移动少许, 图
重新平衡后,绳与水平面夹角,绳中张力怎3样3 变化?
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▪ 如图所示,AO、BO和CO三根绳子能承受 旳最大拉力相等,O为结点,OB与竖直方 向夹角为θ,悬挂物质量为m。 求:
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例3.三段不可伸长旳细绳OA、OB、OC能承受旳最大拉
力相同,它们共同悬挂一重物,如图示。其中OB是水
平旳,A端、B端固定。若逐渐增长C端所挂物体旳质
量,则最先断旳绳:
A
A.肯定是OA ;
B.肯定是OB;
O
B
C.肯定是OC ;
C
D.可能是OB,也可能是OC 。
此题答案: A
•
C.N不变,T变小 D.N变大,T变小
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【解析】对A进行受力分析,如图所示,力三角形AF′N与几何三 角形OBA相同,由相同三角形相应边成百分比,解得N 不变,T变小.
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4.相同三角形法:分析动态平衡问题:
正确作出力旳三角形后,如能鉴定力旳三角形与图形中已知长度旳三角形 (几何三角形)相同,则可用相同三角形相应边成百分比求出三角形中力旳百 分比关系,从而到达求未知量旳目旳。
共点力的平衡(动态平衡—相似三角形法、动态圆法、挂钩模型) 课件
力大小为FT1;乙绳D、E两端按图乙的方式固定,然后将同样的定滑轮且挂有质量
为M的重物挂于乙轻绳上,当滑轮静止后,设乙绳子的张力大小为FT2.现甲绳的B端
缓慢向下移动至C点,乙绳的E端缓慢向右移动至F点,在两绳的移动过程中,下列
通过如图甲所示的自动采棉机采收。自动采棉机在采摘棉花的同时将棉花打包成圆
柱形棉包,通过采棉机后侧可以旋转的支架平稳将其放下,这个过程可以简化为如
图乙所示模型:质量为m的棉包放在“V”型挡板上,两板间夹角为120°固定不变,
“V”型挡板可绕O轴在竖直面内转动。在使OB板由水平位置顺时针缓慢转过60°的过
D.半球形物体对小球支持力大小不变
AD
2.(多选)如图,柔软轻绳ON的一端O固定,其中间某点M拴一重物,用
手拉住绳的另一端N.初始时,OM竖直且MN被拉直,OM与MN之间的
夹角为α( >
).现将重物向右上方缓慢拉起,并保持夹角α不变.
在OM由竖直被拉到水平的过程中(
A.MN上的张力逐渐增大
B.MN上的张力先增大后减小
A.FN先减小后增大
B.FN始终不变
C.F先减小后增大
D.F始终不变
B
一、相似三角形法
特点:
1. 三个力中,有一个力为恒力(大小方向均不变)
2. 其余两个力方向、大小都在变
3. 有明显长度变化关系
方法:
构建实物和力的相似三角形关系
4.(多选)如图所示,一表面光滑的半球形物体固定在水平面上,其截面如
2. 其余两个力方向、大小都在变
3. 有一个角不变
三、挂钩模型
C.OM上的张力逐渐增大
物理人教版(2019)必修第一册第三章专题:动态平衡(共23张ppt)
两个力的方向夹角保持不变。
【例题】
如图所示,装置中两根细绳拴住一球,保持两细绳间的夹角θ=120°
不变,若把整个装置顺时针缓慢转过90°,则在转动过程中,CA绳的
拉力FT1,CB绳的拉力FT2的大小变化情况是
A.FT1先变小后变大
B.FT1先变大后变小
C.FT2先变小后变大
,当FN1和FN2垂直时,弹力FN2最小,故选项B、C
正确,A、D错误。
02
解析法
(2)解析法:根据平衡关系式分析力的变化
模型:
(1)一个力大小、方向不变。
(2)其它二个力的方向均发生变化,相互垂直
解题思路:对研究对象的任意状态进行受力分析,建立平衡方
程,然后根据某一物理量的变化(一般是角度变化)确定待求
(多选)如图所示,在倾角为α的斜面上,放一质量
为m的小球,小球和斜面及挡板间均无摩擦,当挡
板绕O点逆时针缓慢地转向水平位置的过程中( )
A.斜面对球的支持力逐渐增大
B.斜面对球的支持力逐渐减小
C.挡板对小球的弹力先减小后增大
D.挡板对小球的弹力先增大后减小
解析: 对小球受力分析知,小球受到重力mg、斜面
01
图解法
(1)图解法:通过力的矢量图分析力的变化
模型:当物体受到三个共点力保持平衡时,其中一个力的大小
方向都不变,一个力的方向不变,一个力大小方向均改变
情况1:一个力恒定,方向
不变的力与恒力垂直,构建
直角三角形
情况2:一个力恒定,方向
不变的力与恒力不垂直,
构建三角形,当恒力之外
的两力垂直时,有极值
∆OBA
N
F
T
共点力动态平衡应用及详解
共点力动态平衡应用及详解
介绍
共点力动态平衡是物体在力的作用下保持平衡的一种力学原理。
本文将对共点力动态平衡的应用进行详细解释。
基本原理
共点力动态平衡基于牛顿第二定律和牛顿第三定律。
根据牛顿
第二定律,物体在受到合力时将发生加速度。
牛顿第三定律指出,
存在作用力和反作用力,两者大小相等、方向相反。
应用场景
共点力动态平衡广泛应用于各个领域。
以下是一些例子:
1. 秧板天平:在医院、食品行业等地,秧板天平被用于测量物
体的重量。
平衡时,物体的重力和支持物的力平衡。
2. 电梯:电梯的升降过程中,通过调节电梯的重力和支撑力来
实现平衡,以确保乘客的安全和顺畅运行。
3. 飞机:在空中飞行时,飞机通过调整翼和尾翼上的升力和阻
力的平衡来保持稳定飞行。
4. 汽车:汽车通过悬架系统调节车身各部分的力平衡,以确保车辆在行驶过程中的稳定性和操控性。
实际应用案例
以下案例进一步说明共点力动态平衡的应用:
1. 平衡木竞技:平衡木竞技是体操项目中的一项,参赛者需要在狭窄的平衡木上进行各种动作。
他们通过调整身体的重心、腿部和手臂的力的平衡,以保持稳定。
2. 秤重物体:当我们使用秤重物体时,物体的重力与秤的支持力平衡,我们可以通过读数知道物体的重量。
总结
共点力动态平衡是物体在受到力的作用下保持平衡的原理。
它在各个领域有广泛应用,包括秧板天平、电梯、飞机和汽车等。
通过实际应用案例,我们可以更好地理解共点力动态平衡的原理和应用。
第三章 专题强化7 共点力平衡问题的综合分析
专题强化7共点力平衡问题的综合分析[学习目标] 1.进一步熟练掌握平衡问题的解法。
2.会利用解析法和图解法分析动态平衡问题。
3.会用整体法和隔离法分析多个物体的平衡问题。
4.会分析平衡中的临界问题。
一、动态平衡问题1.动态平衡:平衡问题中的一部分力是变力,是动态力,力的大小和方向缓慢变化,所以叫动态平衡,这是力平衡问题中的一类难题。
2.基本方法:解析法、图解法和相似三角形法。
3.处理动态平衡问题的一般步骤(1)解析法:①列平衡方程求出未知量与已知量的关系表达式。
②根据已知量的变化情况确定未知量的变化情况。
(2)图解法:①适用情况:物体只受三个力作用,且其中一个力的大小、方向均不变,另一个力的方向不变,第三个力大小、方向均变化。
②一般步骤:a.首先对物体进行受力分析,根据三角形定则将表示三个力的有向线段依次画出构成一个三角形(先画出大小、方向均不变的力,再画方向不变的力,最后画大小、方向均变化的力)。
b.根据第三个力(方向变化的力)的方向变化情况,在图中作出三角形。
c.比较第二个力、第三个力的大小变化情况。
(3)相似三角形法①适用情况:在物体所受的三个力中,一个力是恒力,大小、方向均不变;另外两个力是变力,大小、方向均改变,且方向不总是相互垂直。
②解题技巧:找到物体变化过程中的几何关系,利用力的矢量三角形与几何三角形相似,相似三角形对应边成比例,通过分析几何三角形边长的变化得到表示力的边长的变化,从而得到力的变化。
例1(多选)如图所示,质量分别为m、M的两个物体甲、乙系在一根通过轻质定滑轮的轻绳两端,乙放在水平地板上,甲被悬在空中,若将乙沿水平地板向左缓慢移动少许后,乙仍静止,则()A.绳中张力变小B.地面对乙的支持力变大C.绳子对滑轮的力变大D.乙所受的静摩擦力变大答案BD解析以甲为研究对象,得到绳子张力F=mg,以乙为研究对象,分析受力,如图所示。
由平衡条件得地面对乙的支持力N=Mg-F cos α,静摩擦力f=F sin α,乙沿水平地板向左缓慢移动少许后α增大,由数学知识得到N变大,f变大。
04专题原卷版:共点力平衡七大题型解析
04专题原卷版:共点力平衡七大题型解析1. 引言在物理学中,共点力平衡问题是一个基础而重要的问题。
为了帮助大家更好地理解和掌握这一问题,我们总结出了共点力平衡的七大题型,并提供了详细的解析方法。
2. 共点力平衡的定义共点力平衡指的是多个力共同作用在一个物体上,使得物体处于静止或匀速直线运动状态的情况。
3. 七大题型解析3.1 题型一:力的合成与分解解析方法:1. 利用平行四边形法则或三角形法则进行力的合成与分解。
2. 确定合力与分力的关系,即合力等于分力的矢量和。
例题:已知力F1 = 3N,力F2 = 4N,求力F1与力F2的合力F和它们的差力F'。
解答:根据平行四边形法则,合力F = √(F1^2 + F2^2) = √(3^2 + 4^2) = 5N。
差力F' = F2 - F1 = 4N - 3N = 1N。
3.2 题型二:受力分析解析方法:1. 对物体进行受力分析,列出所有作用在物体上的力。
2. 应用平衡条件,即合力为零,求解未知力。
例题:一个物体受到重力G、支持力N和拉力T的作用,已知G = 10N,N = 5N,求拉力T的大小。
解答:根据平衡条件,T = G - N = 10N - 5N = 5N。
3.3 题型三:摩擦力解析方法:1. 判断物体所受摩擦力的类型(静摩擦力或动摩擦力)。
2. 应用平衡条件或摩擦力公式求解摩擦力大小。
例题:一个物体在水平面上受到重力G、支持力N和静摩擦力f的作用,已知G = 10N,N = 10N,求静摩擦力f的大小。
解答:由于物体处于平衡状态,静摩擦力f = G - N = 10N - 10N = 0N。
3.4 题型四:力的矩解析方法:1. 确定物体的支点,列出所有作用在物体上的力。
2. 应用力矩平衡条件,求解未知力或力矩。
例题:一个物体在水平面上受到重力G、支持力N和拉力T的作用,已知G = 10N,N = 10N,T = 5N,求物体绕支点旋转的力矩M。
共点力动态平衡概念及详解
共点力动态平衡概念及详解
动态平衡的概念
动态平衡是物体在作直线运动时,不受外力的干扰而保持匀速运动的状态。
在动态平衡状态下,物体的速度和方向都不会发生改变,因为物体所受的合力为零。
共点力的概念
共点力是指作用在物体上的多个力,都沿着通过物体同一点的直线方向。
这些力通常会影响物体的平衡状态,因为它们的合力会产生合力矩,从而导致物体发生旋转。
动态平衡的条件
要使物体处于动态平衡状态,需要满足以下条件:
1. 合力为零:所有作用在物体上的合力必须为零,即力的合成为零。
2. 合力矩为零:所有作用在物体上的力产生的合力矩必须为零,即力矩的合成为零。
3. 运动状态不改变:力的合成为零意味着物体的速度和方向不
会发生改变,保持匀速运动。
共点力动态平衡的示例
共点力动态平衡可以用一个简单的示例来说明。
考虑一个小车
在直线上匀速行驶的情况。
小车受到向前的驱动力和向后的摩擦力
的作用,同时也受到重力的作用。
在这种情况下,为了保持动态平衡,需要满足以下条件:
1. 驱动力和摩擦力的合力为零,即两个力的大小相等方向相反。
2. 重力和驱动力的合力矩为零,即两个力产生的力矩大小相等
方向相反。
当满足以上条件时,小车将保持匀速行驶的动态平衡状态。
总结
共点力动态平衡是指物体在作直线运动时,受到共点力的作用而保持匀速运动的状态。
要保持动态平衡,需要合力为零和合力矩为零两个条件。
以上是对共点力动态平衡概念及详解的简要介绍。
