静力学—受力分析(完成)
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一.分解合成的基本模型 1.二力合成
2.三力平衡
(合力0 F )
二.受力分析的基本步骤
1.确定研究对象(整体法、隔离法)
2.具体受力分析(重力、弹力、摩擦力、其他力)
3.检验正误(把受力情况和运动情况作对比)
4.建立直角坐标系,列方程、解方程
F 1
F 2
F F 3
F 1 F 2
题型1.判断合力的范围
例1.N F 31=、N F 42=,求合力的范围。 分析:N F N 71≤≤
例2.N F 31=、N F 42=,N F 53=,求合力的范围。 分析:N F 120≤≤
练习1.N F 31=、N F 42=,N F 123=,求合力的范围。
练习 2.N F 31=,N F 42=,N F 53=,N F 71=,N F 92=,N F 113=,求合力的范围。
练习 3.N F 31=,N F 42=,N F 53=,N F 71=,N F 92=,N F 613=,求合力的范围。
题型2.求最小值和最小夹角
例1.已知合力F 的方向水平向右,分力N F 41=,方与水平向右的方向成︒30夹角,求分力2F 的最小值为多少? 分析:
如图2F 取最小值时必与合力垂直,N F 2min 2=
练习1.已知分力N F 51=的方向水平向右,分力N F 32=,问分力2F 的方向为多少才能使合力与1F 的夹角最大?
题型3.整体法隔离法在受力分析中的灵活运用
例 1.如图,水平杆是粗糙的,竖直杆是光滑的。两个质量分别为1m 和2m 的小球穿在杆上,并用细线连在一起。当两个小球都平衡时,细线与竖直方向的夹角为θ,求: (1)1m 所受支持力为多大? (2)细线中的张力为多大? 分析:(1)整体分析
水平杆上小球所受支持力为g m m )(21+
F 1
F
g m m )(21+
1
N F
2
N F f
F
1
m
2m
(2)以2m 作为研究对象 θ
cos mg
F T =
练习1.如图,用力F 拉着两个质量分别为1m 和2m 的滑块向右运动,拉力F 与水平方向的夹角为θ,求:
(1)当两个滑块一起向右作匀速直线运动时,求与地面想接触的那个滑块受到的支持力
N F 和地面对它的摩擦力f F
(2)当两个滑块一起向右作匀加速直线运动且加速度为a 时,求与地面想接触的那个滑块受到的支持力N F 和地面对它的摩擦力f F
练习 2.用细线拴住两个小球,如图,两个小球的质量分别为1m 和2m ,现分别给两个小球斜上和斜下两个大小相等,方向相反的力,求两个小球再一次达到平衡时,球与细线所成的样子。
练习3.用细线拴住一根铁链,铁链的总重量为m ,平衡时,细线与水平方向的夹角为θ,求细线中的张力以及铁链最低点的张力。
题型4.复杂受力分析
例1.分析每个斜面受到的力的个数 (1)两个滑块处于静止状态
(2)A.三个滑块一起向右作匀速直线运动 B.三个滑块一起向右作匀加速直线运动 (墙面和地面都是粗糙的)
T F
2
N F
g m 2
1m
2m
F
θ
1
m
2m
F
F
θ
θ
m
1m
2m
F
1m 2m
3m
F
练习1.如图所示,一个半球形的碗放在桌面上,碗口水平,O 点为其球心,碗的内表面及碗口是光滑的。一根细线跨在碗口上,线的两端分别系有质量为1m 和2m 的小球,当它们处于平衡状态时,质量为1m 的小球与O 点的连线与水平线的夹角为︒=60α。两小球的质量比12
m m 为多少?
练习2.如图所示,置于水平地面的三脚架上固定着一质量为m 的照相机,三脚架的三根轻质支架等长,与竖直方向均成30︒角,则每根支架中承受的压力大小为多少?
练习3.用6块砖搭成一座拱桥,每块砖质量均为m ,所占角度为︒30,求23N F 、34N F
题型5.动态平衡问题
例 1.如图,一个挡板把一个小球夹在墙上,并逐渐把挡板放平,求挡板和墙壁分别对小球的支持力的大小变化情况。
分析:解题方法有很多种,可以用计算法、极限法、矢量三角形法 结论是,两个支持力都逐渐变小
1m
2m
m
练习1.用细线把小球拴在墙上,现逐渐缩短细线的长度,问,小球所受支持力和拉力如何变化?
m
练习 2.一个挡板把小球挡在斜面上,现逐渐放平挡板直到挡板处于水平方向,问:斜面和挡板对小球的支持力分别如何变化?
m
β
α
练习3.如图,逐渐向上拉小球,问:小球在上升过程中,所受支持力、拉力如何变化?
F
m
练习 4.用力拉着小船向左作匀速直线运动,已知小船所受阻力不发生变化,问:小船所受拉力以及浮力如何变化?
F
m
练习5.如图,一根细线固定在左边和右边的A、B两点,中间挂一个质量为m的物体,现把固定点B点稍稍下移,问绳内张力如何变化?
A B
m
题型6.临界问题
例1.如图,两根细线拴着一个小球,小球的质量为m ,现给小球一个拉力F ,要使两根细线都处于绷直状态,求拉力的大小范围。(已知所有的夹角都是︒60)
m
F
︒60 ︒60
A
B
O