高中物理一轮复习课件-受力分析-共点力的平衡.ppt

“极限法”求解临界问题 【例证3】物体A的质量为2 kg，两根轻细绳 b和c的一端连接于竖直墙上，另一端系于物 体A上，在物体A上另施加一个方向与水平线 成θ角的拉力F，相关几何关系如图所示， θ=60°.若要使两绳都能伸直，求拉力F的 大小范围.(g取10 m/s2) 【解题指南】解答本题时应注意要使两绳都能伸直，必须保证两绳的拉力都大于或等于零，进而根据平衡条件，正交分解求出F的极值. 【自主解答】c绳刚好伸直时，拉力F最小，物体A受力如图所示： 由平衡条件得：Fminsinθ+Fbsinθ-mg=0 Fmincosθ-Fbcosθ=0 解得： Fmin= b绳刚好伸直时，拉力F最大，物体A受力如图所示： 由平衡条件得：Fmaxsinθ-mg=0 解得：Fmax= 故拉力F的大小范围是 答案： 【总结提升】“极限法”求解临界问题时的注意事项 (1)求解平衡中的临界问题和极值问题时，首先要正确地进行受力分析和变化过程分析，找出平衡的临界点和极值点. (2)临界条件必须在变化中去寻找，不能停留在一个状态来研究临界问题，而是把某个物理量推向极端，即极大和极小，并依此做出科学的推理分析，从而给出判断或导出一般结论. 【变式训练】(多选)(2012·太原模拟) 倾角为θ=37°的斜面与水平面保持静止， 斜面上有一重为G的物体A，物体A与斜面 间的动摩擦因数为μ=0.5，现给A施以一水平力F，如图所示，设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等(sin37°=0.6，cos37°=0.8)，如果物体A能在斜面上静止，水平力F与G的比值可能是( ) A.3 B.2 C.1 D.0.5 【解析】选B、C、D.设物体刚好不下滑时F=F1，此时物体A有沿斜面下滑的趋势，则： F1cosθ+μFN-Gsinθ=0 FN-F1sinθ-Gcosθ=0 解得： 设物体刚好不上滑时F=F2，此时物体A有沿斜面向上滑动的趋势则： F2cosθ-μFN-Gsinθ=0 FN-F2sinθ-Gcosθ=0 解得： 即 故B、C、D正确. 【例证】质量均为m的a、b两木块叠放在 水平面上，如图所示，a受到斜向上与水 平面成θ角的力F作用，b受到斜向下与 水平面成θ角等大的力F作用，两力在同 一竖直平面内，此时两木块保持静止，则( ) 考查内容 整体法、隔离法的综合应用 A.b对a的支持力一定等于mg B.水平面对b的支持力可能大于2mg C.a、b之间一定存在静摩擦力 D.b与水平面之间可能存在静摩擦力 【规范解答】选C.对a、b整体，合外力为零，故地面与b之间无摩擦力，否则无法平衡，D错误；由竖直方向受力平衡可知两个力F的竖直分量平衡，故地面对b的支持力等于2mg，B错误；对a采用隔离法分析，受到竖直向上的b对a的支持力、竖直向下的重力、水平向左的摩擦力和力F四个力的作用，摩擦力不可能为零，否则a不能平衡，由竖直方向受力平衡条件知b对a的支持力小于a的重力mg，A错误，C正确. 1.(2012·温州模拟)物体静止于倾角为θ的斜面上，当斜面倾角θ变小时，物体所受力的变化情况是( ) A.重力、支持力、静摩擦力均增大 B.重力不变，支持力增大，静摩擦力减小 C.重力不变，支持力、静摩擦力增大 D.重力不变，支持力增大，静摩擦力不变 【解析】选B.物体受力如图所示，根据平衡 条件,物体所受支持力FN=mgcosθ,所受静摩 擦力Ff=mgsinθ,故当斜面倾角θ变小时， 受支持力FN增大，静摩擦力Ff减小，B正确. 2.(2012·安庆模拟)如图所示，A、B两木块放在水平面上，它们之间用细线相连，两次连接情况中细线倾斜方向不同但倾角一样，两木块与水平面间的动摩擦因数相同.先后用水平力F1和F2拉着A、B一起匀速运动，则( ) A.F1＞F2 B.F1=F2 C.FT1＞FT2 D.FT1=FT2 【解析】选B.取A、B为一整体，由水平方向合力为零可得，F1=F2=μ(mA+mB)g，A错误，B正确；隔离物体A可求得：FT1cosθ=μ(mAg-FT1sinθ)，FT2cosθ=μ(mAg+FT2sinθ)，比较可得：FT1＜FT2，C、D错误. 3.(多选)如图所示，重物的质量为m，轻细 线AO和BO的A、B端是固定的，平衡时AO是 水平的，BO与水平面的夹角为θ，AO的拉 力F1和BO的拉力F2的大小是( ) A.F1＝mgcosθ B.F1＝ C.F2＝mgsinθ D.F2＝ 【解析】选B、D.以结点O为研究对象，受力如图所示： 由平衡条件得：F2sinθ-mg=0，F2cosθ-F1=0， 解得：F1= F2= 故B、D