山东省冠县武训高级中学高三物理复习课件:物体的平衡
山东省冠县武训高级中学高三物理复习课件
2、公式推导:设导体中自由电荷(载流子)是自由电子.图中 电流方向向右,则电子受洛伦兹力方向向上,在上表面A积聚 电子,则, qBv = qE ,E = Bv ,
电势差U= Eh = Bhv又I = nqSv S为导体的横截面积S=hd
I 得v= nqhd
BI 所以U=Bhv= nqd
1 霍尔系数 nq
1.如图所示,有a、b、c、d四个离子,它们带同种电荷且电 荷量相等,它们的速率关系为va<vb=vc<vd,质量关系为ma= mb<mc=md.进入速度选择器后,有两种离子从速度选择器射出, 由此可以判定( )A
A.射向P1的是a粒子 B.射向P1的是b粒子 C.射向A2的是c粒子 D.射向A2的是d粒子
(1)已知这些离子中的离子甲到 达磁场边界EG后,从边界EF穿出磁场, 求离子甲的质量. (2)已知这些离子中的离子乙从 EG边上的I点(图中未画出)穿出磁场, 且GI长为a,求离子乙的质量. (3)若这些离子中的最轻离子的 质量等于离子甲质量的一半,而离子 乙的质量是最大的,问磁场边界上什 么区域可能有离子到达.
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直线运动
E (1)若 v=v0=B,粒子做
,与粒子的电荷量、 电场力 电性、质量无关,但与速度的方向有关. 动能 E (2)若 v<B,粒子所受电场力大,粒子向 方向 洛伦兹力 偏转,电场力做正功,粒子的 增加. 动能 E (3)若 v>B, 粒子所受洛伦兹力大, 粒子向 方 向偏转,电场力做负功,粒子的 减少.
4、如图所示,套在很长的绝缘直棒上的小球,质量为 1.0×10-4 kg,带4.0×10-4 C的正电荷,小球在棒上可以 滑动,将此棒竖直放置在沿水平方向的匀强电场和匀强磁 场中,匀强电场的电场强度E=10 N/C,方向水平向右,匀 强磁场的磁感应强度B=0.5 T,方向为垂直于纸面向里, 小球与棒间的动摩擦因数为μ =0.2,求小球由静止沿棒竖 直下落的最大加速度和最大速度.(设小球在运动过程中所 带电荷量保持不变,g取10 m/s2)
高考物理三轮复习力与物体的平衡复习课件
A.拉力F先变大后变小
B.弹簧长度先增加后减小
√C.P所受摩擦力方向先向下后向上
√D.斜面对P的作用力先变小后变大
图8
解析 对Q进行受力分析,如图甲所示:
可知,当Q缓慢向上运动时,细绳的拉力FT逐渐减小,而拉力F逐渐增大,当悬绳水 平时,拉力F=mg,FT=0,又弹簧的弹力等于绳的拉力,故选项A、B错误;
对P进行受力分析如图乙
开始当Q未动时,弹簧弹力为F弹=mg,则此时摩擦力Ff=F弹-mgsin 30°,沿斜面向下, 随着弹簧弹力的减小,则摩擦力减小,当F弹<mgsin 30°时,Ff=mgsin 30°-F弹,方向 沿斜面向上,即P所受摩擦力先向下减小,后向上增大,故选项C正确; 斜面对P的作用力即为P受到的摩擦力和支持力的合力,与P受到的重力mg和弹簧弹力 F弹的合力大小相等、方向相反,随着弹簧弹力F弹的减小,则重力mg和弹簧弹力F弹的 合力也减小(小于重力mg),当弹簧弹力减小到0,二者合力大小等于重力mg,即斜面 对P的作用力先变小后变大,故选项D正确.
第一部分 专题复习
高考命题轨迹
高考命题点 受力分析 整体法 和隔离法的应用
命题轨迹
2016
3卷17
静态平衡问题 2017 2卷16,3卷17
高三物理第一轮复习第一讲 物体的平衡
准兑市爱憎阳光实验学校高三物理第一轮复习第一讲 物体的平衡〔一〕知识点预览〔二〕平衡的要点:Ⅰ]物体的平衡条件:0n F ∑=此类题的关键,在于对物体的正确的受力分析,列出平衡方程组。
Ⅱ]物体的动态平衡①有些物体在运动中合力始终为零,称动态平衡;②此类题的常用解法:受力图分析法。
Ⅲ]处理常用方法:①正交分析 ②整体分析法 ③隔离分析法 ④力三角图分析法〔三〕例题辨析和方法指导:例1.所受重力为G 的木块放在木板AB 上,以B 端着地,在A 端用竖直向上的力F 使木板缓缓向上倾斜,在木块相对静止在木板上的过程中〔BD 〕 A.木块对木板的压力增大 B .木块受的静摩擦增大C .拉力F 逐渐减小D .拉力F 的力矩逐渐减小对木块用力三角分析法,木板用隔离分析法例2.均匀棒AB 重G =8N ,A端用细轻绳悬于O 平力F 拉棒的B 端,当棒平衡时OA =37°〔取sin37°=0.6〕,如下图,求水平拉力F OA 中拉力T.分析与解 棒仅受G 、T 、F 三个力作用而平衡, 故此三力共点.如图5所示,三力的作用线均过C 点,以过C 点的水平直线为x 轴,竖直线为y 轴,用正交法,由ΣF x =0、ΣF y =0,有:F -Tsin α=0G -Tcos α=例3.如图,两竖直固杆间相距长为5m .重G =80N 的物体p 分析与解 它们的拉力相,均为T ΣF x =0,ΣF y =0,有:T cos α-Tcos β= Tsin α+ Tsin 解出α=β,T =2sin Gα.设O那么a =OA cos α,b=OB cos β=OB cos α故有a +b =〔OA +OB 〕cos α(式中OA +OB 为绳长).解出cos α=a b OA OB++=45,sin α=35从而进一步解出T =6N.例4.如下图,电灯悬挂于两墙之间,更换绳OA ,使连接点A 向上移,但保持O 点位置不变,那么A 点向上移时,绳OA的拉力: 〔 D 〕A.逐渐增大B.逐渐减小C.先增大后减小D.先减小后增大解答与分析:O 点只受三个力,过程中O 点受力始终平衡,用力三角分析法对O 点的动态平衡作图分析,可得答案,如下图。
高三物理一轮复习课件力和物体的平衡
D.桌面的形变使桌面受到向下的压力
3.关于重心的说法,正确的说法是(D)
A.物体的重心一在物体上
B.重心就是物体上最重的一点
C.任何有规那么形状的物体,它的重心都在其几何中心上
D.物体的重心可能在物体上,也可能在物体外
4.作出以下图中质量分布均匀的物体所受的力的示意图(其中P点为物体的重心,所有接触面光滑).
力的性质
一相同
不一相同
变化特点
同增同减同生同灭
不具有四同
注意:在进行力的转换与求解时充分注意,作用力与反作用力和一对平衡力存在四个方面的区别.
2、受力分析
根本方法:整体法、隔离法(按场力、弹力、摩擦力再其他力的顺序分析).
根本步骤
(1)明确研究对象
在进行受力分析时,研究对象可以是某一个物体,也可以是保持相对静止的假设干个物体。在解决比拟复杂的问题时,灵活地选取研究对象可以使问题简洁地得到解决。研究对象确以后,只分析研究对象以外的物体施予研究对象的力(既研究对象所受的外力),而不分析研究对象施予外界的力。
(2)按顺序找力
力的分类:
(1)按力的性质分:重力、弹力、摩擦力、分子力、核力、电场力、安培力.
(2)按力的效果分:动力、阻力、压力、拉力、支持力、浮力、向心力、回复力.
根本特性:
(1)物质性:力不能离开物体而存在.
(2)相互性:物体间的相互作用力总是大小相、方向相反、作用在同一直线上.
(3)矢量性:力有方向性,力的运算遵循力的平行四边形那么.
大 小:弹力的大小一般随着形变量增大而增大.
(1)弹簧的弹力:在弹簧的弹性限度内,弹力的大小与形变量成正比,即F=kx.这就是胡克律.由F=kx可得变形式ΔF=kΔx,复杂的弹簧问题的处理可利用变形式处理,侧重于分析弹力的变化和形变量的变化,同时要考虑弹簧有拉伸与压缩两种情况.
高考物理二轮复习力学中的物体平衡PPT课件
答案:AD
12
【点评】
(1)本题通过力平衡条件的应用,考查是否 具备从受力的角度分析题中装置特点的能力及 推理能力.
(2)不能从“轻绳不能提供推力”推知“弹 簧N不能处于压缩状态”;认为弹簧M的上端压 着物体a,因而弹簧M一定处于压缩状态,没有 想到由于物体a还可能受到大小等于其重力的绳 子的拉力作用,弹簧M可能处于不伸不缩状态, 这是本题易出错的原因.
线上其他力的合力(本题为绳的拉力F和mgsinq 、 F1cosq的合力),因此应根据物体所处的状态通
过分析其他力的合力来确定静摩擦力的存在与 否,大小及方向.
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2.与弹簧弹力有关的平衡问题
【例3】图中a、b、c为三个物体,M、N为两个轻质
弹簧,R为跨过光滑定滑轮的轻绳,它们的连接如图 所示,并处于平衡状态.以下叙述正确是( ) A.有可能N处于不拉伸状态而M处于压缩状态. B.有可能N处于压缩状态而M处于拉伸状态. C.有可能N处于不伸不缩
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【点评】
(3)特别应引起注意的是: 弹簧既可被拉伸,提供拉力,又可以被压缩,提供推力 或支持力,还可能不伸不缩.遇到弹簧问题要根据题设条件 先判断出形变情况.从而确定弹力的方向.若形变情况不可 预知,应全面分析可能的形变情况. (4)弹簧与绳的弹力不同的特点有: 轻绳只能提供拉力或力为零(松弛或直而不绷状态),不 能提供推力,发生的形变在瞬间内可以变化,因而张力可以 突变;轻弹簧既可以提供拉力或力为零(原长状态),也可提 供推力;发生的形变在瞬间内不变化,因而弹力不突变.
A.Q受到的摩擦力一定变小 B.Q受到的摩擦力一定变大 C.轻绳上拉力一定变小 D.轻绳上拉力一定不变
8
高考物理 物体的平衡总复习课件 新人教
共点力的平衡 1.平衡状态:物体处静于止
状态,称为平衡状态.
匀或速直线运动
2.共点力的平衡条件F:合=0
或者
3.平衡条件的推论
(1)物体在多个共点力作用下处于平衡状态, 则其中的一个力与其等大余反力向的合
力
.
不平行
(2)物体在同一平面内共的点三力个
的力的作
用下处于平衡状态,则这三平个衡力状必态
答案:A
●规律方法
1.临界问题
当某物理量变化时,会引起其他几个物理量 的变化,从而使物体所处的平衡状态“恰好 出现”或“恰好不出现”,在问题的描述中 常用“刚好”、“刚能”、“恰好”等语言 叙述.
2.极值问题
平衡物体的极值,一般指在力的变化过程中 的最大值和最小值问题.
【例3】 如图所示,半径为R、重为G的均 匀球靠竖直墙放置,左下方有厚为h的木块, 若不计摩擦,问至少用多大的水平推力F推 木块才能使球离开地面?
降到虚线位置,但圆环仍保持在原来的位置 不动.则在这一过程中,环对杆的摩擦力F1 和环对杆的压力F2的变化情况是
()
A.F1保持不变,F2逐渐增大 B.F1逐渐增大,F2保持不变 C.F1逐渐减小,F2保持不变 D.F1保持不变,F2逐渐减小
[解析] 把物体A和圆环看成一个整体,水 平方向F2=F,竖直方向F1=GA+G环,可 见F1始终不变.隔离结点O分析,如图所示, F=GAtanα,由F2=F得F2=GAtanα,即F2 随绳与杆MN夹角的减小而减小,故D项正 确.[答案] D
解析:作出木板受力分析图,如图所示,其 中设推力F与水平方向成θ角.
将图中各力分别沿水平和竖直方向正交分解
水平方向Fcosθ-Ff=0,Ff=μFN 竖直方向FN+Fsinθ-mg=0
高考物理复习物体的平衡(一)课件
2.本讲教学可以按下面的思路安排: (1)通过例1及变式题研究受力分析的基本方法. (2)通过例2及变式题让学生掌握整体法与隔离法 的应用. (3)通过例3及变式题让学生掌握共点力平衡中的 范围问题的分析方法.
2020/8/19
考点自主梳理
► 知识点一 受力分析的步骤
1.确定研究对象,并把_研__究__对__象__与周围环境隔离. 2.按顺序分析研究对象的受力情况,可按照:__重__力____→ 弹力→摩擦力→其他场力的顺序. 3.画出研究对象的受力图,标明各力的符号,需要合成或 分解时,必须画出相应的平__行__四__边__形____. 4.定性检验受力分析的准确性:根据画出的受力图,分析 物体能否处于题目中给定的__运__动__状__态___.
2020/8/19
[点评] 解决取值范围问题,必须在变化中去寻找临界条件,即 不能停留在一个状态,而是要研究变化的过程、变化的物理量.从 解题的入手角度分析,共点力平衡中的“范围问题”可分为以下四 种情况:(1)直接从题目涉及的具体参量值入手;(2)从与之相关的参 量范围入手;(3)从一些条件不等式入手;(4)直接从临界状态入手, 如下面的变式题.
1.[2011·广东卷]如图所示的水平面上,橡皮绳一端固定,另一 端连接两根弹簧,连接点 P 在 F1、F2 和 F3 三力作用下保持静止.下 列判断正确的是( )
A.F1>F2>F3 B.F3>F1>F2 C.F2>F3>F1 D.F3>F2>F1
例 1 [2011·海南卷] 如图 9-1 所示,墙上有两个钉子 a 和 b,
它们的连线与水平方向的夹角为 45°,两者的高度差为 l.一条不可
伸长的轻质细绳一端固定于 a 点,另一端跨过光滑钉子 b 悬挂一
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平衡问题的常用方法及特例
共点力作用下物体的平衡 1.共点力的平衡 共点力 几个力如果都作用在物体的同一点,或者 它们的作用线相交于同一点,这几个力叫 做共点力.能简化成质点的物体受到的力可 以视为共点力
平衡状态
物体处于静止状态或匀速直线运动状 态,叫做平衡状态.(该状态下物体的加 速度为零) 物体受到的和外力为零,即F合=0 或 F 0
解: 画出受力图如图示 由平衡条件得 手受到的拉力
F1
53°
F2
O mg
F1=mgcos53°=360 N
脚受到的作用力
F2=mgsin53°=480 N
选项A正确。
7、2009年深圳市第二次调研考试11. 7.如图是某同学对颈椎病人设计的一个牵引装置 的示意图,一根绳绕过两个定滑轮和动滑轮后各 挂着一个相同的重物,与动滑轮相连的帆布带拉 着病人的颈椎(图中是用手指代替颈椎做实验), 整个装置在同一竖直平面内.如果要增大手指所 受的拉力,可采取的办法是 BC A.只增加绳的长度 B.只增加重物的重量 θθ C.只将手指向下移动 D.只将手指向上移动 解: 由平衡条件得手指所受的拉力T=2mgcosθ , 要增大手指所受的拉力,应增大重物的重量mg, 或将手指向下移动以减小夹角θ 。动态平衡分析
x
平衡条件
Fy 0
2.平衡条件的推论 (1)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
力必定大小相等,方向相反,为一对平衡力.
(2)三力平衡
如果物体在三个共点力的作用下处于平衡状态,其中任 意两个力的合力一定与第三个力大小相等、方向相反.
(3)多力平衡
如果物体受多个力作用处于平衡状态,其中任何一个力
解析:利用矢量三角形法对球体进行分析如图甲所示,可 知T是先减小后增大.斜面对球的支持力FN′逐渐增大, 对斜面受力分析如图乙所示,可知F=FN″sinθ,则F逐
渐 增 大 , 水 平 面 对 斜 面 的 支 持 力
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FN=G+FN″·cos θ,故FN逐渐增大.答案:C
【例2】一轻杆BO,其O端用光滑铰链固定在竖直轻杆 AO上,B端挂一重物,且系一细绳,细绳跨过杆顶A处 的光滑小滑轮,用力F拉住,如图2-4-4所示.现将细 绳缓慢往左拉,使杆BO与杆AO间的夹角θ逐渐减小,则 在此过程中,拉力F及杆BO所受压力FN的大小变化情况 是( B ) A.FN先减小,后增大 B.FN始终不变 图 C.F先减小,后增大 - D.F始终不变
方法一:对力的处理(求合力)采用合成法,
方法二:对力的处理(求合力)采用正交分解法,
图2-4-2
甲 FABcos 60°=FB Csin θ, FABsin 60°+FB Ccos θ=FB,
乙 ① ②
联立解得FBCsin(30°+θ)=FB/2, 显然,当θ=60°时,FBC最小,故当θ变大时,FBC先变小后变大. 答案:B
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?
解析:(1)整体法分析有:2FN=(M+2m)g,即FN= 由牛顿第三定律得:小环对杆的压力FN′= (2)研究M得2FTcos 30°=Mg 解得:动摩擦因数μ至少为μ= Mg+mg Mg+mg.
8、上海市黄浦区08年1月期终测评卷10 8.如图所示,人的质量为M,物块的质量为m, 且M>m,若不计绳与滑轮的摩擦,则当人拉着绳向
右跨出一步后,人和物仍保持静止,则下列说法中
正确的是 ( B D ) A.地面对人的摩擦力减小 B.地面对人的摩擦力增大 C.人对地面的作用力不变 D.人对地面的作用力增大
mg A. F tan mg C. FN tan
B.F=mgtanθ
O F
θ
D.FN=mgtanθ
P
解见下页
三力平衡的求解
解: 对小滑块受力分析如图所示,根据三角形定 则可得 mg FN F tan F θ mg FN sin mg
所以A正确。 提示:支持力的方向垂直于接触面,即指向 圆心。
4.力的合成法:特别适合三个力平衡时,运用其中两力之
和等于三个力列方程.
5.图解法:常用于处理三个共点力的平衡问题,且其中
一个力为恒力、一个力的方向不变情形.
6.相似三角形法:在共点力的平衡问题中,已知某力的大
小及绳、杆等模型的长度、高度等,常用力的三角形与几
何三角形相似的比例关系求解.
7.正弦定理:如果物体受三个不平行力而处于平衡状态,
5、2009年广东中山市模考1. 5.如图1所示,用轻绳AO和OB将重为G的重物悬挂 在水平天花板和竖直墙壁之间处于静止状态,AO 绳水平,OB绳与竖直方向的夹角为θ 。则AO绳的 拉力T1、OB绳的拉力T2的大小与G之间的关系为 ( AC ) B A.T1=Gtanθ C
G B. T1 tan
2 4 4 -
图 - -
如图所示,力的三角形与几何三角形OBA相似,
设AO高为H,BO长为L,绳长为l,则由对应边成
比例可得 ,FN= G,F= G式
中G、H、L均不变,l逐渐变小,所以可知FN不变, B F逐渐变小.
2 4 4
2-1如图所示,两球A、B用劲度系数为k1的轻弹 簧相连,球B用长为L的细绳悬于O点,球A固定在O点正下方,且点O、 A之间的距离恰为L,系统平衡时绳子所受的拉力为F1.现把A、B间 的弹簧换成劲度系数为k2的轻弹簧,仍使系统平衡,此时绳子所受 的拉力为F2,则F1与F2的大小之间的关系为( ) A.F1>F2 B.F1=F2 C.F1<F2 D.无法确定
A
O θ G
图1
三力平衡的求解
G C. T2 cos D.T2=Gcosθ
6、苏北四市2010届第二次调研考试3 6.如图为一攀岩运动员正沿竖直岩壁缓慢攀登, 由于身背较重的行囊,重心上移至肩部的O点, 总质量为60kg。此时手臂与身体垂直,手臂与 岩壁夹角为53°。则手受到的拉力和脚受到的 作用力分别为(设手、脚受到的作用力均通过 重心O,g取10m/s2,sin53°=0.8, cos53°=0.6) ( A ) A.360N 480N O 53° B.480N 360 N C.450N 800N D.800N 450N 解见下页
则
“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:把“动”化为“静”, “静”中求“动”.
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【例1】如图2-4-2所示,两根等长的绳子AB和BC吊 一重物静止,两根绳子与水平方向夹角均为60°.现保 持绳子AB与水平方向的夹角不变,将绳子BC逐渐缓 慢地变化到沿水平方向,在这一过程中,绳子BC的拉 力变化情况是( ) A.增大 B.先减小,后增大 C.减小 D.先增大,后减小
θ
4、广东省汕头市2008年模拟考试9 4.在如图所示装置中,两物体质量分别为m1、m2,悬
点a、b间的距离远大于滑轮的直径,不计一切摩擦,
整个装置处于静止状态.由图可知 ( A.α 一定等于β B.m1一定大于m2 C.m1一定小于2m2 D.m1可能大于2m2
A C
)
a
b
m1
m2
三力平衡的求解
与其余力的合力大小相等 ,方向相反. 说明:在进行一些平衡类问题的定性分析时,采用共点力
平衡的相关推论,可以使问题简化.
3.解决平衡类问题常用方法:
1.整体法与隔离法:正确地确定研究对象或研究过程, 分清内力和外力. 2.平行四边形定则和三角形定则:确定合矢量与分矢量 的关系. 3.正交分解法:物体受多个力的平衡情况.
பைடு நூலகம்
计,绳子又不可伸长,若平衡时弦AB所对应的圆心角为α, 求两物块的质量比m1∶m2.
图 - - 2 4 6
解析:如图所示,A环受m1g、m2g、FN三个力的作用,处于平衡
状态.图中θ= 得 又F=m1g,即 ,化简得 ,设m2g与FN的合力为F,由正弦定理
3-1 质点m在F1、F2、F3三个力作用下处 于平衡状态,各力的方向所在直线如图2-4-7所示, 图上表示各力的矢量起点均为O点,终点未画,则各 力大小关系可能为( ) A.F1>F2>F3 B.F1>F3>F2 C.F3>F1>F2 D.F2>F1>F3
解析:根据力的三角形与几何三角形相似得
,
由于OA、OB均恒为L,因此F1大小恒定,与弹簧的劲度系数无关, 因此换用劲度系数为k2的弹簧后绳的拉力F2=F1,B正确
【例3】如图2-4-6所示,小圆环A吊着一个质量为m2
的物块并套在另一个竖直放置的大圆环上,有一细线一端 拴在小圆环A上,另一端跨过固定在大圆环最高点B的一 个小滑轮后吊着一个质量为m1的物块,如果小圆环、滑 轮、绳子的大小和质量以及相互之间的摩擦都可以忽略不
3、巢湖市示范高中2010届上学期四校联考卷2 3.如图所示,质量为m的质点静止地放在半径 为R的半球体上,质点与半球体间的动摩擦因数 为μ ,质点与球心的连线与水平地面的夹角为 θ ,则下列说法正确的是( D )
A.地面对半球体的摩擦力方向水平向左
B.质点对半球体的压力大小为mgcosθ C.质点所受摩擦力大小为μ mgcosθ D.质点所受摩擦力大小为mgcosθ
【例4】如图2-4-8所示,一球A夹在竖直墙与三角劈B
的斜面之间,三角形劈的重力为G,劈的底部与水平
地面间的动摩擦因数为μ,劈的斜面与竖直墙面是光 滑的,问欲使三角劈静止不动,球的重力不能超过多 大?(设劈的最大静摩擦力等于滑动摩擦力)
图 - -
2 4 8
解析:本题两物体均处于静止状态,故需分析好受力图示,列出平 衡方程求解.用正交分解法,对球和三角劈分别进行受力分析, 如图甲、乙所示.由于三角劈静止, 故其受地面的静摩擦 力.F≤Fmax=μFNB.由平衡条件有: 对球有: 对三角劈有 GA=FNcos 45°① FNB=G+FN′sin 45°③ F≤μFNB,⑤ 由①~⑥式解得:GA≤ FNA=FNsin 45°② F=FN′cos 45°④ FN=FN′⑥ G.