专题：受力分析和物体平衡

受力分析、物体平衡(二课时)

一、 知识网络结构：

要求掌握的几种基本方法： 1． 受力分析的方法：

2． 力的合成与分解的方法：

3． 研究对象的选取方法——整体法与隔离法： 4． 运用力三角形进行动态分析的方法：

二、 典型例题分析：

例2．如图所示，静止在水平地面上的小车上放有一个木块，将木块与水平弹簧的一端相连，而弹簧的另一端固定在车前端，此时弹簧已处于伸长状态．现施F 拉力，使车加速，F 由零逐渐增加，直到木块即将相对小车滑动，在此 过程中，木块所受摩擦力的大小变化情况是 ( A ) A ．先减小后增大 B ．逐渐增大 C ．先增大后减小 D ．逐渐减小

力的概念

力的分类 性质

效果

常见的五种力

重力

G=mg 弹力 F=kx

摩擦力

电场力 F=Eq

磁场力 静摩擦力 0

滑动摩擦力 F f =μF N

安培力 F=BIL

洛伦兹力 F=BqV

物体的受力分析

力的合成 力的分解

（平行四边形定则） │F1-F2│≤F ≤│F1+F2│ 1、按实际效果分解 2、正交分解法 共点力作用下物体的平衡 平衡状态：a=0 平衡条件：F 合=0

例3．如图所示，用细绳AB悬吊一质量为m的物体，现在AB中某一点。处用力F拉细绳，使细绳的AO部分偏离竖直方向的夹角为θ，且保持平衡，适当调节F的方向，可使F最小而θ保持不变，则F 的最小值为( A )

A．mgsinθB．mgcosθ

C．mgtanθD．mgcotθ

例4 如图所示，真空中两个相同的小球带有等量同种电荷，质量均为0．1 g，分别

用10 cm长的绝缘细线悬挂于天花板上的一点，平衡时，B球偏离竖直方向600角，

A球竖直悬挂且与绝缘墙壁接触．求：

(1)B球带电量为多少?

(2)墙壁对A球的支持力?

解析：(1)A、B两带电小球的受力如图1—9所示，对B球：

Fcos 600+F B cos 600－mg=0

Fsin 600一F B sin 600=0

据库仑定律

解得Q B=3．3×10-8C

(2)对A球：F N—Fsin 600=O

解得F N=8．66×10-4N

例5。光滑半球面上的小球被一通过定滑轮的力F由A点缓慢拉到顶端的过程中，

试分析绳的拉力F及半球面对小球的支持力F N的变化情况(如图12)．

解析：对小球受力分析如图1—13(a)所示，因缓慢运动，所以小球受合力为O，则

由mg、F、F N构成一个闭合的力的矢量三角形，如图1—13(b)．从

图中几何关系可知，力的矢量三角形与∆AO 1O2相似，

所以

又因为拉动过程中不变，R不变，变小，所以F变小，F N不变．

例6。如图所示，匀强电场方向水平向右，匀强磁场方向垂直纸面向里．一质量为m、带电量为q的微粒以速度v与磁场垂直，与电场成450角射人复合场中，恰能做匀速直线运动，求电场强度E的大小及磁感应强度B的大小．

解析：由于带电微粒所受洛伦兹力与v垂直，电场力方向与电场线平行，知微粒必须还受重力(隐含条件)才能做匀速直线运动．假设微粒带负电，受电场力水平向左，则它受洛伦兹力就应斜向右下方与v垂直，这样粒子不能做匀速直线运动．所以粒子应带正电荷，画出受力图如图所示．根据合外力等于零可得平衡方程：

qE=qvBcos 450

mg=qvBsin 450

三、课后练习题

1。如图所示，A、B、C三物块质量分别为M、m、m0，B随A一起匀速运

动，则可以断定( A )

A．物块A与桌面之间有摩擦力，大小为m o g

B。物块A与B之间有摩擦力，大小为m o g

C．桌面对A、B对A都有摩擦力，两者方向相同，合力为m o g

D．桌面对A、B对A都有摩擦力，两者方向相反，合力为m0g

2．如图所示，物体质量为m，靠在粗糙的竖直墙上，物体与墙间的动摩擦因数为μ，要使物体沿着墙匀速滑动，则外力F的大小可能是( CD )

3．物体B放在物体A上，A、B的上下表面均与斜面平行(如图所示)．当两者以相同的初速度靠惯性沿光滑固定斜面C向上做匀减速运动时，则以下说法中正确的是( C )

A．A受到B的摩擦力沿斜面方向向上．

B．A受到B的摩擦力沿斜面方向向下．

C．A、B之间的摩擦力为零．

D．A、B之间是否存在摩擦力取决于A、B表面的性质．

4。如图所示，在粗糙水平面上有一个三角形木块abc，在它的两个粗糙面上分别放两个质量为m1和m2的木块，m1>m2已知三角形木块和两个物体都静止，则粗糙水平面对三角形木块( D )

A有摩擦力的作用，摩擦力的方向水平向右

B有摩擦力的作用，摩擦力的方向水平向左

C．有摩擦力的作用，但摩擦力的方向不能确定，因m1、m2、θ1、θ2的数值

均未给出

D、没有摩擦力作用

5．如图所示，一质量为m的人站在商场内的电动扶梯上，随扶梯一起运动，若扶梯长为L，倾角为θ，不计空气阻力，则下列说法中正确的是( C )

①当扶梯向上匀速运动时，人受到两个力作用，处于平衡状态

②当扶梯加速向上运动时，人受到两个力作用，处于超重状态

③当扶梯加速向下运动时，人受到两个力作用，处于失重状态

④当扶梯减速向上运动时，人受到三个力作用，处于失重状态

A．①②B．①③C．①④D．②③

6.如图所示，物块M通过与斜面平行的细绳与小物块m相连，斜面的

倾角a可以改变，讨论物块M对斜面的摩擦力的大小，则有

( D )

A．若物块M保持静止，则α角越大，摩擦力一定越大

B．若物块M保持静止，则α角越大，摩擦力一定越小