高一物理“力物体的平衡”复习提纲讲解
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高一物理 “力 物体的平衡”复习提纲
一、力的分类
1.按性质分:重力(万有引力)、弹力、摩擦力、分子力……
2.按效果分:压力、支持力、拉力、动力、阻力、向心力……
二、弹力
1.弹力的方向
⑴压力、支持力的方向总是垂直于接触面。
⑵绳对物体的拉力总是沿着绳收缩的方向。
⑶杆对物体的弹力不一定沿杆的方向。
如果轻杆只有两个端点受力,则力的方向一定沿杆的方向。
2.弹力的大小
对形变比较明显的弹簧、橡皮条等物体,弹力的大小可以由胡克定律计算。
⑴胡克定律可表示为(在弹性限度内):F=kx ,还可以表示成ΔF=kΔx ,既弹簧弹力的改变量和弹簧形变量的改变量成正比。
⑵“硬”弹簧,是指弹簧的k 值大。
(同样的力F 作用下形变量Δx 小) 【例题1】下表是某同学为探索弹力和弹簧形变量的关系所测得的几组数据:
弹力F /N 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 弹簧伸长x /cm
2.6
5.0
6.8
9.8
12.4
(1)请你在图中的坐标线上作出F —x 图象; (2)写出曲线所代表的函数;(x 用m 做单位) (3)解释函数表达式中常数的物理意义.
解析:(1)根据图中数据描点,按照图中各点的分布与走向,应作出一条直线,使直线两侧的点数大致相同,这样可以减小偶然误差,如图所示. (2)设直线的斜率为k ,由数学知识知:F =k x (直线过原点),在直线上取一点如(10,2),代入上式得k =20N/m ,所以函数表达式为: F =20x , x 单位:m. (3)式中常数即图线斜率k =
x
F
∆∆,表示使弹簧形变一个单位长度时弹簧的弹力,为弹簧的劲度系数。
三、摩擦力
1.滑动摩擦力大小
⑴在接触力中,必须先分析弹力,再分析摩擦力。
⑵只有滑动摩擦力才能用公式F=μF N ,其中的F N 表示正压力,不一定等于重力G 。
2.静摩擦力大小
⑴必须明确,静摩擦力大小不能用滑动摩擦定律F=μF N 计算,只有当静摩擦力达到最大值时,其最大值一般可认为等于滑动摩擦力,即F m =μF N
⑵静摩擦力的大小要根据物体的受力情况和运动情况共同确定,其可能的取值范围是 0<F f ≤F m
3.摩擦力方向
⑴摩擦力方向和物体间相对运动(或相对运动趋势)的方向相反。
⑵通常情况下摩擦力方向可能和物体运动方向相同(作为动力),可能和物体运动方向相反(作为阻力)。
无明显形变的弹力和静摩擦力都是被动力。
就是说:弹力、静摩擦力的大小和方向都无法由计算公式直接得出,而是由物体的受力情况和运动情况共同决定的。
【思考】
1. 相对运动和运动有什么区别?请举例说明。
2.压力F N 的值一定等于物体的重力吗?请举例说明。
3.滑动摩擦力的大小与物体间的接触面积有关吗? 4.滑动摩擦力的大小跟物体间相对运动的速度有关吗?
5. 摩擦力一定是阻力吗?
6.静摩擦力的大小与正压力成正比吗?
7.运动的物体能受到静摩擦力吗?
【例题2】质量为2 kg 的物体放在水平地板上,用一轻弹簧水平拉该物体,当物体刚开始运动时,弹簧伸长了3 cm ,当拉着物体匀速前进时,弹簧伸长2 cm ,已知弹簧的劲度系数为k = 200 N/m (g =10 N/kg ),求:
(1)物体所受的最大静摩擦力为多少?
(2)物体和地板间的动摩擦因数
解析:(1)受力分析如图。
根据胡克定律,F=k x ,当弹簧伸长3 cm 时,弹簧的拉力为6 N ;弹簧伸长2 cm 时,弹簧的拉力为4 N.再由平衡的知识,可得物体所受的最大静摩擦力为6 N.
(2)滑动摩擦力为F f =4 N ,正压力F N =G =20 N ,所以动摩擦因数μ=F f /F N =0.2
【例题3】如图,轻弹簧左端固定在竖直墙上,右端和木块相连,静止时弹簧处于伸长状态,弹力大小是5N ,已知木块和水平面间的最大静摩擦力大小f m =6N 。
现对木块施加一个水平向右逐渐增大的拉力F 。
当F 逐渐增大,直到木块开始滑动的过程中,弹簧对木块的弹力和水平面对木块的摩擦力大小、方向各是如何变化的?
解:加拉力F 前,弹簧对木块弹力5N ,向左,水平面对木块静摩擦力5N ,向右。
加F 后,只要木块不动,弹簧形变量就不变,因此弹力大小和方向就都不变;水平面对木块静摩擦力先是向右的,大小逐渐减小到零,F 超过5N 后,摩擦力方向变为向左,大小逐渐增大到6N 。
拉力F 超过11N 后,木块开始滑动。
【针对训练】
1.下列关于摩擦力的说法,正确的是( ) A. 摩擦力的大小一定与正压力成正比 B. 摩擦力都是阻碍物体运动的
C. 弹力和摩擦力总是同时出现的
D. 两物体间的弹力消失,摩擦力一定消失
2.关于滑动摩擦力的方向,下列叙述正确的是( ) A. 滑动摩擦力总是与物体的运动方向相反 B. 滑动摩擦力总是阻碍物体间的相对运动
C. 滑动摩擦力的方向有时同物体的运动方向相同
D. 滑动摩擦力总是与接触面平行
3.一辆汽车停在水平地面上,一个人用水平力推车,但车仍然静止,表明( ) A. 推力越大,静摩擦力越小
B. 推力越大,静摩擦力越大,推力与静摩擦力平衡
C. 推力大小变化时,静摩擦力大小不变
D. 推力小于静摩擦力
4.如图2所示,用水平力F 将重为G 的木块压在竖直墙上使木块静止,下列判断正确的是( )
A. 由木块静止可知F=G
B. 由木块静止可知F ﹤G
C. 若F 增大,则墙与木块间静摩擦力也增大。
D. 若F 增大,则墙对木块的弹力增大 5.如图所示的两种情况中,当不挂小桶时摩擦力物块受摩擦力怎样?当挂上沙桶后逐渐向桶中加沙
子,物块仍静止,摩擦力会怎样变化?
答:(1)图甲中A 物体:
不挂小桶时摩擦力_____________________________________________;
当挂上沙桶后逐渐加沙子,物块仍静止,摩擦力________________________________________ (2)图乙中B 物体:
不挂小桶时摩擦力____________________________________________;
当挂上沙桶后逐渐加沙子,物块仍静止,摩擦力________________________________________
6.如图所示.位于斜面上的物块m 在沿斜面向上的力F 的作用下处于静止状态,则斜面作用于物块的静摩擦力的( )
A .方向可能沿斜面向上
B .方向一定沿斜面向下
C .大小可能等于零
D .大小可能等于F 7.关于摩擦力与弹力的关系,下列说法中正确的是( ) A .接触面间有摩擦力就一定有弹力 B .接触面间有弹力但不一定有摩擦力 C .摩擦力的大小总是与弹力的大小成正比 D .摩擦力的方向总是与物体运动方向相反
F
沙子
图 甲
子
图 乙
A
B
8.如图5所示,一物体受到水平向右的力F=2N的作用,由于水平面粗糙,力F没有推动物体,则以下说法正确的是:()
A.物体所受的合力为2N
B.物体受到的静摩擦力的大小大于推力
C.物体运动趋势的方向为水平向右
D.物体所受合力为零
9.关于滑动摩擦力,下列说法正确的是:()
A.物体在支持面上的滑动速度越大,滑动摩擦力也一定越大;
B.滑动摩擦力的方向一定与物体相对支持面的滑动方向相反;
C.接触面的动摩擦因数越大,滑动摩擦力也越大;
D.滑动摩擦力的方向与物体运动方向相反。
10.如图6所示,一木块放在水平桌面上,在水平方向受到三个力F1、
F2和摩擦力作用,木块处于静止状态.其中F1=10N、F2=2N.若撤去力
F1,则木块在水平方向受到的合力为()
A.10N,方向向左B.6N,方向向右
C.2N,方向向左左D.零
11.木块A、B分别重50N和60N,它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.25,夹在A、B之间的轻弹簧被压缩了2cm,弹簧的劲度系数为400N/m.系统置于水平地面上静止不动.现用F=1N的水平拉力作用在木块B上,如图所示,力F作用后()
A.木块A所受摩擦力大小为12.5N;
B.木块A所受摩擦力大小为11.5N
C.木块B所受摩擦力大小为9N;
D.木块B所受摩擦力大小为7N
12.两物体的重力都为10N,各接触面之间的动摩擦因数均为0.3.A、B两
物体同时受到F=1N的两个水平力的作用,如图8所示,那么A对B、B对地
的摩擦力分别等于( )
A.2N,0N B.1N,0N
C.1N,1N D.3N,6N
13.如图,重20N的木块P 放在水平的木板上,向左抽动木板时木块P 处于静止状态,此时测力计的指针指在4N处。
则
⑴木块受到的摩擦力多大?方向如何?
⑵木块与木板间的动摩擦因数多大?
v板P
F
A
B
F
图8
F2
F1
图 6
A
F
图5
14.如图所示,一个木块A 放在长木板B 上,长木板B 放在水平地面上,在恒力F 作用下,长木板B 以速度v 匀速运动,水平的弹簧秤的示数为T 。
下列关于摩擦力的说法中正确的是 ( ) A .木块受到的滑动摩擦力的大小等于T
B .木块受到的静摩擦力的大小等于T
C .若长木板B 以2v 的速度匀速运动时,木块受到的摩擦力大小等于2T
D .若用2F 的力作用在长木板B 上,木块受到的摩擦力的大小等于T
15.如图7所示,质量为m 的木块A 在质量为M 的长木板
B 上滑行,长木板B 放在水平地面上一直处于静止状态。
若B 与地面间的摩擦因数为μ1 ,木块A 与长木板B 间的动摩擦因数为μ2。
则长木板B 受到地面的摩擦力大小等于 ( )
A .μ1Mg
B .μ1(M+m )g
C .μ2mg
D .μ1Mg +μ2mg 16.如图8所示,质量为M 的木板置于水平桌面上,现用水平力F 使小木块在木板上滑行,木板保持静止状态。
所有接触面间的动摩擦因数为μ。
则桌面对木板的摩擦力大小等于 ( )
A .F
B .μmg
C .3μmg
D .4μmg
17.如图9所示,粗糙的水平面上叠放着A 和B 两个物体,A 和B 间的接触面也是粗糙的,如果用水平力F 拉B ,而B 仍保持静止,则此时( )
A .
B 和地面间的静摩擦力等于F ,B 和A 间的静摩擦力也等于F . B .B 和地面间的静摩擦力等于F ,B 和A 间的静摩擦力等于零.
C .B 和地面间的静摩擦力等于零,B 和A 间的静摩擦力也等于零.
D .B 和地面间的静摩擦力等于零,B 和A 间的静摩擦力等于F .
18.如图所示,在水平桌面上,质量M=5kg 的木块右端有一水平绳,通过定滑轮挂一质量m=2kg 的沙桶,木块在恒力F 作用下向左匀速运动。
已知动摩擦因数为0.2,重力加速度取10m/s 2。
求F 的大小。
19.如图所示,在水平桌面上放一块重为G A =20N 的木块,木块与桌面间的动摩擦因数A μ=0.4,则使这块木块沿桌面作匀速运动时的水平拉力F 为 N ;如果再在木块A 上加一块重为G B =10N 的木块B ,B 与A 之间的动摩擦因数B μ=0.2,那么当A 、B 两木块一起沿桌面匀速滑动时,对木块A 的水平拉力应为 N ;此时木块B 受到木块A 的摩擦力为 N.
F
A B 图9
v
A B 图 7
T
F B
A F
m
M 图 8 沙桶
F
v
v
20. 如图10所示,物体A 重40牛,物体B 重20牛,A 与B ,A 与地面的动摩擦因数都相同。
物体B 用细绳系住,当水平力F =32牛时,才能将A 匀速拉出,试求接触面间的动摩擦因数。
21.如图,位于水平桌面上的物块P ,由跨过定滑轮的轻绳与物块Q 相连,从滑轮到P 和到Q 的两段绳都是水平的。
已知Q 与P 之间以及P 与桌面之间的动摩擦因数都是μ,两物块的质量都是m ,滑轮的质量、滑轮轴上的摩擦都不计,若用一水平向右的力F 拉P 使它做匀速运动,则F 的大小为( )
A. 4μmg
B. 3μmg
C. 2μmg
D. μmg
22.如图所示,A 、B 两物体叠放在动摩擦因数μ=0.50的水平地面上,A 物体质量 m =10kg , B 物
体质量M =30kg 。
处于水平位置的轻弹簧一端固定于墙壁,另一端与A 物体相连,弹簧处于自然状态,其劲度系数为250N/m 。
现有一水平推力F 作用于物体B 上,使A 、B 两物体一起缓慢地向墙壁移动,当移动0.4m 时,水平推力F 的大小为 (g 取10m/s 2) ( )
A .100N
B .200N
C .250N
D .300N
四、受力分析
对物体进行受力分析,主要依据力的概念,分析物体所受到的其他物体的作用。
具体方法如下: 1、明确研究对象,即首先要确定要分析哪个物体的受力情况。
2、隔离分析:将研究对象从周围环境中隔离出来,分析周围物体对它都施加了哪些作用。
3、按一定顺序分析:先已知力,再重力,后接触力(弹力、摩擦力)。
其中重力是非接触力,容易遗漏,应先分析;弹力和摩擦力的有无要依据其产生的条件认真分析。
4、画好受力分析图。
要按顺序检查受力分析是否全面,做到不“多力”也不“少力”。
【针对训练】
23.画出下图中静止物体A 所受的力的示意图(球面是光滑的,其它接触面粗糙).
A B F
图10
A
A
A
A
F
P Q
24.如图13所示,图甲为一木梯斜靠在光滑竖直墙壁上,图乙为用细绳系住的氢气球靠在光滑的墙上。
试分析木梯及气球的受力情况,并画出受力示意图。
25.完全相同的直角三角形物块A 、B 如图1叠放,各接触面光滑,在A 上施加水平推力F ,请分别对A 、B 受力分析。
26.分别对下图A 、B 做受力分析,画出受力示意图。
27.如图所示,物体A 和B 的重力分别为10N 和3N ,不计弹簧秤和细线的重力和一切摩擦,则
(1)弹簧秤所受的合力为 ( ), (2)弹簧秤的读数为 ( )
A 、0N
B 、3N
C 、7N
D 、10N
E 、13N
28.如图所示,倾角为θ的斜面A 固定在水平面上,B 的上表面水平。
木块B 、C 始终保持相对静止,共同沿斜面匀速下滑。
分别对B 、C 做受力分析。
29.如图所示,圆球A 光滑,物体A 、B 处于静止状态,请分别画出A 、B 的受力示意图。
甲
乙
图13
图14
B
A
①物体A 沿水平匀速滑动
②各接触面粗糙,用水平力F 拉出物体B.
③在力F 作用下A 、B 共同沿水平面匀速运动.
28题图
29题图
五、力的合成
【针对训练】
30.如图所示,O 点受到F 1和F 2两个力的作用,其中力F 1沿 OA 方向,力F 2沿OB 方向。
已知这两个力F 1=8.0N ,F 2=7.0 N 。
请用作图法求出F 1和F 2的合力的大小并填在空格内。
(要求按给定的标度作图) 合力的大小F 合=__________ N 。
31.4N 、7N 、9N 三个共点力,最大合力为 N ,最小合力是 N. 32.如图所示,在同一平面内的三个力作用于同一物体上,其中F 1=60 N ,F 2=F 3=40。
且F 2和F 3均与F 1成θ=60°的夹角,则这三个力的合力的大小为___________ N 。
六、力的分解
【例题5】在下图①甲中已知力F 和它的一个分力F 1;在图②中已知力F 和它的两个分力的方向。
请用作图法分别画出未知的分力。
解:按平行四边形定则和几何知识作图。
注意:力F 和分力F 1、F 2一定要画成实线..,并带箭头..;平行四边形的另外两条边必须画成虚线..。
【例题4】如图所示,重4 N 的物体与轻质弹簧相连,静止在倾角为θ=30°的光滑斜面上,若弹簧的劲度系数为4 N/cm ,求: ①弹簧的弹力和斜面对物体的支持力各多大? ②弹簧的伸长为多少?
解:①以物体为研究对象,设斜面对物体的支持力为N ,弹簧对物体的拉力为F ,重力为㎎,由平衡条件得
mgsin30°-F =0····················① N -mgcos30°=0···················②
解得:F =2N ,N =23N 。
②根据胡克定律:F =k Δx·················③ 得Δx =F /k =0.5㎝
F F 1 O
①
B
【例题5】如图所示,用跟水平方向成α角的推力F 推重量为G 的木块沿天
花板向右运动,木块和天花板间的动摩擦因数为μ,求木块所受的摩擦力大小。
解:由竖直方向合力为零可得F N =Fsinα-G ,因此有:
f =μ(Fsinα-G)
【针对训练】
33.将一个大小为F 的力分解为两个分力,其中一个分力F 1的方向跟F 成60°角,当另一个分力F 2有最小值时,F 1的大小为________,F 2的大小为________ .
34.在倾角α=30°的斜面上有一重为10N 的物块,被平行于斜面大小为8N 的恒力F 推着沿斜面匀速上行,如图20所示。
在推力F 突然撤去的瞬间,物块受到的合力大小为 ( ) A .8N B .5N C .3N D . 2N
35.重力均为G 的光滑小球,分别放在(1)斜面和挡板间;(2)悬挂在墙上;(3)由两根绳悬挂。
试画出小球受力的示意图;并求出小球受到的各力的大小。
(1)斜面对小球的弹力F 1=________;墙面对小球的弹力N 1=__________。
(2)绳对小球的拉力F 2=_________;墙面对小球的弹力N 2=____________。
(3)斜向上的绳对小球的拉力T 3=_________; 水平绳对小球的拉力T 3=__________。
七、共点力作用下物体的平衡
1、平衡状态:在共点力作用下,物体处于静止或匀速直线运动的状态。
2、平衡条件:在共点力作用下物体的平衡条件是合力为零.
3、平衡条件推论:当物体受到几个共点力的作用而平衡时,其中的任意一个力必定与余下的其它力的合力等大反向。
(1)若处于平衡状态的物体仅受两个力作用,这两个力一定大小相等、方向相反、作用在一条直线上,即二力平衡。
(2)若处于平衡状态的物体受三个力作用,则这三个力中的任意两个力的合力一定与另一个力大小相等、方向相反、作用在一条直线上。
图 20
1 (2)
(3)
(1)
【例题6】如图,三个共点力F 1=3N , F 2=4N , F 3=5N 。
其中F 1 与F 2的方向垂直,三个力的合力为零。
用作图法求F 2与 F 3的合力。
解析:
如图,依据平行四边形定则,F 2与 F 3的合力F 23=3N ,与F 1大小相等、方向相反、作用在一条直线上。
同理,合力F 12与F 3平衡;合力F 13与F 2平衡。
解决共点力作用下物体的平衡问题方法:
(一)合成法
物体在三个共面的共点力作用下处于平衡状态时,任意两个力的合力必和第三个力大小相等,方向相反而且在一条直线上。
【例题7】轻绳的两端A 、B 固定在天花板上,绳能承受的最大拉力为120N .现用挂钩将一重物挂在绳子上,结果挂钩停在C 点,如图所示,两端与竖直方向的夹角分别为37°和53°.求:
(1)此重物的最大重力不应超过多少? sin37°=0.6;cos37°=0.8 (2)若将挂钩换成一个光滑的小滑轮,重物的最大重力可达多大?
解:(1)取C 点为研究对象进行受力分析如图甲所示: 由图可知,物体平衡时AC 上的张力比BC 上大,所以当 AC 上的张力为最大值120N 时,BC 上的张力小于120N ,
由三角形法则重物的最大重力为:1
150cos37
T G N == (2)在图甲中,由几何关系设AB=s ,则绳长l=0.6s+0.8s=1.4s ;
若将挂钩换成滑轮,则两根绳子的张力大小相相等,对C 点受力分析, 如图乙所示,由几何关系cos θ()()67
27.05.07.02
2=
-=
s
s s 由三角形法则重物的最大重力为: G′=2Tcos θ=N N 6.15367
480
≈
23
图甲
图乙
(二)分解法:
物体在三个共面的共点力作用下处于平衡时,物体在任何方向上受到的合力都为零,这是分解法解平衡问题的理论根据。
【例题8】如图,倾角为θ的光滑斜面上放一质量为m金属球,用垂直于斜面的挡板挡住小球而使其处于静止状态,求小球受斜面和挡板的弹力分别是多少?
分析:静止在斜面上的小球受到三个共面的共点力作用分别是: 重力G,面的支持力N1 ,挡板的支持力N2
将重力G分别沿N1、N2和反方向进行分解,得分力G1、G2如图,可知重力和它的两个分力之间的关系分别是:
θcos 1mg G = θsin 2mg G =
由物体的平衡条件知
11cos N mg G ==θ 22sin N mg G ==θ
(三)正交分解法:
物体处于平衡状态,物体在任何方向上所受到的合力都等于零,是正交分解法解题的理论根据,具体的解题步骤如下:
1、建立直角坐标系,使尽可能多的力落在坐标轴上。
2、把不在坐标轴上的力,分解到坐标轴上。
3、找出合力与分力之间关系,列出关系式。
4、使x轴上的合力等于零,使y轴上的合力等于零,列方程求解
【例题】如图,放在倾角为θ粗糙斜面上的木块,质量为m,处于静止状态,求木块所受的支持力大小和摩擦力大小?
分析:物体受重力G,支持力N和摩擦力f,将坐标轴建立在平行于斜面和垂直与斜面的方向上,如图,由于支持力和摩擦力都在坐标轴
上,因此不需要进行分解,只需将不在坐标轴上的重力进行分解,得分力G1、G2,它和重力的关系是:
θsin 1mg G = θcos 2mg G =
由平衡条件知:f mg G ==θcos 1 N mg G ==θsin 2
【针对训练】
36.一木块A 重G=30N ,按图中四种方法放置时施加的外力分别为F 1=10N ,F 2=20N ,F 3=30N ,F 4=40N ,则木块与接触面之间的弹力分别为F N 1=_________,F N 2=_________, F N 3=________,F N 4=_________。
F 1
A
F 2
A
F 4
A
F 3
A
37.静止在水平桌面上的物体重10N ,用大小等于10N 的外力按如下图所示的四种方式分别作用在该物体上,则物体受地面弹力最大的是:( )
38.物体在四个共点力F 1、F 2、F 3、F 4的作用下处于静止,若其中的F 3突然变化为-F 3,而其他三个力保持不变,则这时物体所受合外力的大小是________,合外力的方向是________________.
39.在同一平面上的三个共点力作用于一物体上,物体处于平衡状态.已知F 1和F 2互相垂直,F 2
和F 3之间的夹角为120°,则三个力的大小之比为F 1∶F 2∶F 3=______________.
40.如图所示,轻弹簧的一端固定在天花板上,另一端系一小球。
当小球处于静止时,弹簧的长度为L 1,若对小球施加一个水平力的作用,使得小球再次静止时,弹簧与竖直方向的夹角为60°,此时弹簧的长度变为L 2,比较L 1和L 2,有 ( ) A .L 1=L 2 B .L 1<L 2 C .L 1>L 2 D .无法比较
41.用三根轻绳将质量为m 的物块悬挂在空中,如图所示。
已知绳ac 和bc 与竖直方向的夹角分别为30°和60°,则ac 绳和bc 绳中的拉力分别为 ( )
A.mg mg 21,23
B.mg mg 2
3,21
C.
mg mg 21,43 D. mg mg 4
3
,21
42.如图所示,质量为m ,横截面为直角三角形的物块ABC ,∠BAC =α,AB 边靠在竖直墙壁上,F 是垂直于斜面AC 的推力,现物块静止不动, 求竖直墙壁对物块ABC 的摩擦力和支持力的大小。
B
A
C
D
m
43. 如图所示,重物系在绳子上的C 点,轻绳AC 、BC 的两端固定在天花板上,AC 、BC 与竖直方向的夹角分别为37º、53º。
绳AC 能承受的最大拉力为120 N 。
求:为不使绳AC 拉断,此重物的最大重力不应超过多少?
44.如图,两根等长的细绳悬吊一小球,当θ=30º时,细绳拉力为F 。
如果使两根细绳的悬点分别向两侧移动,使θ=60º时,则这时细绳的拉力为多少?
45.用弹簧秤称物块时,读数是7.5牛;用弹簧秤拉着物块沿倾角为37°的粗糙斜面向上匀速滑动时,读数为6牛。
求物块与斜面之间的动摩擦因数。
(已知cos37°=0.8,sin37°=0.6)
56.如图所示,物体A 、B 处于静止状态;A 重30N ,B 重50N ,轻弹簧对A 竖直向上的拉力为20N 。
求:物体A ,B 受到的支持力及摩擦力大小。
47.如图所示,质量为m 的木箱在推力F 作用下沿水平面向右运动,F 与水平方向的夹角为θ,木箱与水平面间的动摩擦因数为μ,则水平面给木箱的支持力为
,木箱受到的摩擦力为 .
48.放在水平地面上的物块,受到一个与水平方向成α角斜向下方的力F 的作用,物块在水平地面上向右做匀速直线运动,如图所示。
如果保持力F 的大小不变,而使力F 与水平方向的夹角α变小,那么,则地面对物块的支持力N 和物块受到的摩擦力f 的变化情况是:( )
A. N 变小,f 变大
B.N 变大,f 变小
C. N 变小,f 变小
D.N 变大,f 变大
49.上题情景中如果物体始终静止,则地面对物块的支持力N 和物块受到的摩擦力f 的变化情况是( )
θ
F 图6
B
60°
A
α
F
v θ
F v
53° A
B
C
八、动态平衡问题的求解方法。
根据平衡条件并结合力的合成或分解的方法,把三个平衡力转化成三角形的三条边,然后通过这个三角形求解各力的大小及变化。
【例题10】如图4所示,保持AO 绳和结点O 位置不变,将B 点向上移,则BO 绳的拉力将:( ) A. 逐渐减小 B. 逐渐增大 C. 先减小后增大 D. 先增大后减小
分析与解:结点O 在三个力作用下平衡,受力如图5甲所示,根据平衡条件可知,这三个力必构成一个闭合的三角形,如图5乙所示,由题意知,OC 绳的拉力3F 大小和方向都不变,OA 绳的拉力1F 方向不变,只有OB 绳的拉力2F 大小和方向都在变化,变化情况如图5丙所示,则只有当OB OA 时,OB 绳的拉力2F 最小,故C 选项正确。
【针对训练】
50.一物体静止在斜面上,如图所示,当斜面的倾角逐渐增大而物体仍静止在斜面上时,下列说法正确的是( )
A.物体所受的静摩擦力逐渐减小
B.物体所受的支持力逐渐增大
C.物体所受支持力和静摩擦力的合力不变
D.物体所受重力、支持力和静摩擦力的合力逐渐增大
51. 如图所示,重G 的光滑小球静止在固定斜面和竖直挡板之间。
若挡板逆时针缓慢转到水平位置,在该过程中,斜面和挡板对小球的弹力的大小F 1、F 2各如何变化?
52.两物体A 、B ,如图连接且处于静止状态,已知M A =2M B ,A 物体和地面的动摩擦因数为μ.现在给B 上加一个水平力F ,使物体B 缓慢移动,物体A 始终静止,则此过程中有( )
A .物体A 对地面的压力逐渐变小
B .物体A 受到得摩擦力不变
C .绳的拉力逐渐变大
D .地面对A 的作用力不变
F
甲 F 3
2
乙 F
3
2 丙 图
5
图
4
53.如图所示,物体A、B的质量分别为m A、m B,且m A>m B.二者用细绳连接后跨过定滑轮,A静止在倾角θ=30°的斜面上,B悬挂着,且斜面上方的细绳与斜面平行.若将斜面倾角θ缓慢增大到45°,物体A仍保持静止.不计滑轮摩擦.则下列判断正确的是()
A.物体A受细绳的拉力可能增大
B.物体A受的静摩擦力可能增大
C.物体A对斜面的压力可能增大
D.物体A受斜面的作用力可能增大
54.如图所示,物体m通过定滑轮牵引另一水平面上的物体沿斜面匀速下滑,此过程中斜面仍静止,斜面质量为M,则水平地面对斜面体()
A.无摩擦力
B.有水平向左的摩擦力
C.支持力为(M+m)g
D.支持力小于(M+m)g。