3.6物体受力分析

共点力作用下物体的平衡问题与物体受力分析2、共点力：几个力如果都作用在物体上的同一点，或者它们的作用线相交于同一点，这几个力叫做共点力．图1图2图3如图1、图2为共点力；而图3为非共点力．1.平衡状态：在共点力的作用下，物体处于静止或匀速直线运动的状态.2.共点力作用下物体的平衡条件：合力为零，即F合=03.力的平衡：作用在物体上几个力的合力为零，这种情形叫做力的平衡.(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.(3)若处于平衡状态的物体受到三个或三个以上的力的作用，则宜用正交分解法处理，受力分析就是把我们所要研究的物体受到的各个力逐一找出来，做到一个不多，一个不漏，一个不错。二、受力分析要点（1）首先要确定研究对象，然后把它从周围物体中隔离开来。（2）然后画物体所受的重力；再画出外力。（3）接着画物体所受的弹力。（4）最后画物体所受的摩擦力。一、受力分析【例1】如图，一个物体A在水平拉力作用下做匀速直线运动，试分析物体A的受力情况。FAFGNf【例2】试分析静止在斜面上或沿斜面匀速下滑的木块的受力情况。qGNf二、正交分解法解平衡问题的步骤(1)选择研究对象、对研究对象进行受力分析，画好受力图；(2)建立直角坐标系（原则是尽量减少力的分解）；将不在坐标上的力分解；(3)根据平衡条件列方程(4)解方程(组)，必要时验证结论。0F00yxFF•【例1】如图所示，质量为m的物体放在倾角为θ的斜面上，它与斜面的滑动摩擦因数为μ，在水平推力的作用下，物体沿斜面向上匀速滑动，则物体所受的推力为多少？θ•【变式训练1】如图所示，用斜向上的外力F将质量为m的物体推着物体沿竖直墙壁匀速下滑，求物体与竖直墙壁间的滑动摩擦因数μ为多少？θF三、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2】如图所示，保持角a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。ABOCGa【变式训练2】如图所示，重为G的物体系在OA、OB两根等长的绳上，轻绳的A端和B端挂在半圆形的支架上；若固定A端的位置，将OB绳的B端沿半圆支架从水平位置逐渐移至竖直位置C的过程中，请问：•①OB绳的拉力如何变化？•②OA绳的拉力如何变化？【变式训练3】如右图所示，轻绳AO、BO结于O点，系住一个质量为m的物体，AO、BO与竖直方向分别成α、β角，开始时α+β＜90°.现保持O点位置不变，缓慢增加BO与竖直方向的夹角β，直到BO成水平方向，试讨论这一过程中绳AO及BO上的拉力各如何变化.有些题是不能用正交分解法来进行求解的，这些比较特殊的情况要加以积累。四、三力平衡中的“相似三角形”问题【例3】如图所示，光滑大球固定不动，它的正上方有一个定滑轮，放在大球上的光滑小球（可视为质点）用细绳连接，并绕过定滑轮，当人用力F缓慢拉动细绳时，小球所受支持力为N，则N，F的变化情况是：A、都变大；B、N不变，F变小；C、都变小；D、N变小，F不变。FR【变式训练4】如图所示，绳与杆均轻质，承受弹力的最大值一定，A端用铰链固定，滑轮在A点正上方（滑轮大小及摩擦均可不计），B端吊一重物。现施拉力F将B缓慢上拉（均未断），在AB杆达到竖直前A、绳子越来越容易断，B、绳子越来越不容易断，C、AB杆越来越容易断，D、AB杆越来越不容易断。FAB物理系统由于某些原因而发生突变时所处的状态，叫临界状态。临界状态也可理解为“恰好出现”和“恰好不出现”某种现象的状态。平衡物体的临界问题的求解方法一般是采用由平衡条件求出力的大小，看哪个力最先达到临界状态。五、平衡物体的临界问题•【例4】如图所示，在一细绳Ｃ点系住一重物Ｐ，细绳两端Ａ、Ｂ分别固定在两边墙上，使得ＡＣ保持水平，ＢＣ与水平方向成300角，已知细绳最大只能承受200Ｎ的拉力，那么Ｃ点悬挂物体的重最多为，这时细绳的段即将断裂.•两根长度相等的轻绳，下端挂一质量为m的物体，上端分别固定在天花板上的A、B两点，A、B两点间的距离为s.如图所示，已知两绳所能承受的最大拉力均为mg，则每根绳的长度不得短于多少？整体法与隔离法对于连结体问题，通常用隔离法，但有时也可采用整体法．如果能够运用整体法，我们应该优先采用整体法，这样涉及的研究对象少，未知量少，方程少，求解简便；不计物体间相互作用的内力，或物体系内的物体的运动状态相同，一般首先考虑整体法．对于大多数动力学问题，单纯采用整体法并不一定能解决，通常采用整体法与隔离法相结合的方法．例1．如图所示，在两块相同的竖直木板间，有质量均为m的四块相同的砖，用两个大小均为F的水平力压木板，使砖静止不动，则左边木板对第一块砖，第二块砖对第三块砖的摩擦力分别为：()A．4mg、2mgB．2mg、0C．2mg、mgD．4mg、mg4123FFf14mgf12f22mg1f1B例2、如图所示，人的质量为60kg，木板A的质量为30kg，滑轮及绳的质量不计，若人想通过绳子拉住木板，他必须用力的大小是（）A.225NB.300NC.450ND.600NAMgNFmAg2FFNAAmAg2FFMgFAOABPQ【练习】有一个直角支架AOB，AO水平放置,表面粗糙,OB竖直向下,表面光滑。AO上套有小环P，OB上套有小环Q，两环质量均为m，两环由一根质量可忽略、不可伸长的细绳相连，并在某一位置平衡。现将P环向左移一小段距离，两环再次达到平衡，那么将移动后的平衡状态和原来的平衡状态比较，AO杆对P环的支持力FN和摩擦力f的变化情况是A.FN不变，f变大B.FN不变，f变小C.FN变大，f变大D.FN变大，f变小•结合物体的运动进行受力分析画出下列静止物体的受力图。FGFNfNG.如果几个物体通过某种方式连接起来共同运动，这样的几个物体所组成的体系叫做连结体。连结体受力分析要点：（1）首先要把各个物体隔离出来；（2）然后分别分析每个物体的受力情况。三、连结体的受力分析【例3】如图所示，水平桌面上的物体A用细绳跨过定滑轮和物体B相连,物体A向右运动，试分析物体A、B的受力情况。ABGA.GBTTNf