相互作用与物体的平衡.

1.相互作用与物体的平衡1.物体平衡问题分类及解题思路(1)分类a．在重力场中的平衡b．在电场、磁场中的平衡c．在重力场、电场和磁场的复合场中的平衡(2)解题思路：ⅰ.分析物体的受力特点；ⅱ.根据物体所处的状态列平衡方程求解。2、受力分析；（1）①重力是否有（微观粒子；粒子做圆周运动）②弹力看四周（弹簧弹力的多解性）；③分析摩擦力（静摩擦力的判断和多解性，1和滑动摩擦力Ff并不总等于μmg）；④其他有没有。（2）、根据物体受到的合力为0应用矢量运算法（如正交分解、解三角形法等）求解，对三力平衡抓住任意两个力合力与第三个力等值反向。（3）、对于较复杂的变速问题可利用牛顿运动定律列方程求解。【题型探究】（1）以斜面模型为载体的命题；（2）以动态平衡为载体的命题；所谓动态平衡问题是指通过控制某些物理量，使物体的状态发生缓慢的变化，而在这个过程中物体又始终处于一系列的平衡状态．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：化“动”为“静”，“静”中求“动”（3）以系统平衡为载体命题3.解平衡问题几种常见方法Ⅰ、力的合成、分解法：对于三力平衡，一般根据“任意两个力的合力与第三力等大反向”的关系，借助三角函数、相似三角形等手段求解；或将某一个力分解到另外两个力的反方向上，得到这两个分力必与另外两个力等大、反向;对于多个力的平衡,利用先分解再合成的正交分解法。1.如图所示，放在斜面上的物块A和斜面体B一起水平向右做匀速运动。物块A受到的重力和斜面对它的支持力的合力方向是[]A．竖直向上B．竖直向下C．沿斜面向下D．水平向右GFNfC2.一只蜗牛沿着葡萄枝从左向右缓慢爬行，如图所示。则在此过程中()A．葡萄枝对蜗牛的弹力先减小后变大B．葡萄枝对蜗牛的摩擦力先减小后变大C．葡萄枝对蜗牛的作用力先减小后变大D．葡萄枝对蜗牛的作用力保持不变GαBDFN=mgcosαf=mgsinα3．完全相同的两物体P、Q，质量均为m，叠放在一起置于水平面上，如图所示．现用两根等长的细线系在两物体上，两细线与水平方向均成θ角，在细线的结点处施加一水平拉力F，两物体始终保持静止状态，则下列说法错误的是(重力加速度为g)()A．物体P受到细线的拉力大小为FcosθB．两物体间的摩擦力大小为F/2C．物体Q对地面的压力大小为2mgD．地面对Q的摩擦力为FAⅡ、矢量三角形法：动态平衡中有一种情况，物体受三个力的作用，一个力的大小和方向不变，另一个力的方向不变，此类情景可选用矢量三角形法。4、如图示，质量为m的球放在倾角α的光滑斜面上，试求当挡板AO与斜面间的倾角β从接近0缓慢地增大时，AO所受的最小压力。OAβαmgF2F1解：当β从接近0缓慢地增大时，F1的大小改变，但方向不变，始终垂直于斜面，F2大小、方向均改变，F2′F1′由图可见，当F1′与F2′垂直时，即β=90°时,F2的大小最小F2min=mgsinα6.如图所示，两个质量相等且为定值的光滑球A和B，沿斜面排列静止放置于光滑斜面上．球A的半径是R、球B的半径是r，斜面倾角为θ(θ不等于0°)．球A的左侧有一垂直于斜面的挡板P.以下说法正确的是()A．保持θ一定，在Rr时，若R越大，r越小，则B对斜面的压力就越小B．保持θ一定，在R＝r时，两球之间的弹力最小C．只要θ一定，无论R和r的大小关系如何，A球对挡板的压力大小都为定值D．在半径确定时，若逐渐增大θ，并保持两球沿斜面排列方式不变，则A球受到挡板P的作用力先增大后减小BC7．半圆柱体P放在粗糙的水平地面上，质量为M的光滑小物块在水平力F的作用下，缓慢地沿P的上表面向上滑的过程中,如图所示是这个装置的纵横截面图．在此过程中,P始终保持静止,下列说法正确的是（）A．F逐渐增大B．P对M的弹力逐渐减小C．地面对P的弹力不变D．地面对P的摩擦力不变MFPBCθMFPNmgN1F1G1N=mg/sinθ，F=mg/tanθ，Ⅲ、三角形相似法：动态平衡中有一种情况，物体受三个力的作用，一个力的大小和方向不变，另两个力的大小和方向均发生变化此类情景要选用三角形相似法oRhLAB8.光滑半球面上的小球被一通过定滑轮的力F由底端缓拉到顶端的过程中，试分析绳的拉力F及半球面对小球的支持力FN的变化情况oRhLAB1、对小球受力分析GNT2、将受力图转化成矢量三角形oRhLABGNTGTNoRhLABGNTGTN结果发现：ΔGNT∽ΔAOBoRhLABGNTGTN则有：RhGRhG＝RN＝LT得：RhGRNRhGRNRhGLT9.如图所示，小圆环重G，固定的竖直大环的半径为R。轻弹簧原长为L（L2R）其倔强系数为K，接触面光滑，求小环静止弹簧与竖直方向的夹角的cosθ？θGN△TNG（力）∽△ABOθNGOABG/R=T/2RcosθT=K（2Rcosθ-L）解得cosθ=L/2R+T/2RKⅣ、正交分解法动态平衡问题中如遇多力平衡问题应该选取正交分解法，注意临界问题的临界条件,.为方便计算，建立坐标系时以尽可能多的力落在坐标轴上为原则0xF合0yF合10.如图2甲所示，不计滑轮摩擦,两物体均处于静止状态.现加一水平力作用在B上使B缓慢右移，试分析B所受力F的变化情况.11.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（）解：,mgcosF030330°Dmg31mg32mg63mg932（A）（B）（C）（D）,mgF93212．(2014·浙江卷，19)如图1－1－14所示，水平地面上固定一个光滑绝缘斜面，斜面与水平面的夹角为θ.一根轻质绝缘细线的一端固定在斜面顶端，另一端系有一个带电小球A，细线与斜面平行．小球A的质量为m、电量为q.小球A的右侧固定放置带等量同种电荷的小球B，两球心的高度相同、间距为d.静电力常量为k，重力加速度为g，两带电小球可视为点电荷．小球A静止在斜面上，则()12．(2014·浙江卷，19)如图1－1－14所示，水平地面上固定一个光滑绝缘斜面，斜面与水平面的夹角为θ.一根轻质绝缘细线的一端固定在斜面顶端，另一端系有一个带电小球A，细线与斜面平行．小球A的质量为m、电量为q.小球A的右侧固定放置带等量同种电荷的小球B，两球心的高度相同、间距为d.静电力常量为k，重力加速度为g，两带电小球可视为点电荷．小球A静止在斜面上，则()AC-----解决临界问题的方法动态平衡12.用轻质细绳联结的A和B两个物体，沿着倾角为α的斜面匀速下滑．问A和B之间的细绳上有弹力吗？解答:以A为研究对象，沿斜面方向列平衡方程解得若T=0，则AAAmgsin+T-mgcos=0αμαAAAT=mgcos-mgsinμααA=tgμα。以B为研究对象，沿斜面方向列平衡方程解得若T=0，则BBBmgsin-T-mgcos=0α′μαBBBT=mgsin-mgcos′αμαB=tgμα。由此可见，当μμ时，绳子上的弹力等于零。AB=若绳子上的弹力不等于零，对于物体A解得对于物体B解得AAAT=mgcos-mgsin0μαα＞Atgμ＞α。BBBT=mgsin-mcos0′αμα＞Btgμ＜α。存在。，绳子上才有弹力粗糙比物体即物体时α＞μ＞所以只有μ)BA(tgBA