高一物理共点力平衡条件的应用
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θ F 高一物理共点力的平衡试题
一、选择题(本题共10小题,每小题6分,共60分,在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项正确;有的小题有多个选项正确。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错或不答的得0分。)
1、如图所示,物体在水平力F作用下静止在斜面上,若稍增大水平力F,而物体仍能保持静止,下列说法正确的是( )
A、斜面对物体的静摩擦力及支持力都不一定增大
B、斜面对物体的静摩擦力不一定增大,支持力一定增大
C、斜面底部受到地面的摩擦力为F,方向水平向右
D、斜面底部受到地面的摩擦力为F,方向水平向左
2、如图所示,物体B的上表面水平,B上面载着物体A,当它们一起沿固定斜面C匀速下滑的过程中物体A受力是( )
A、只受重力 B、只受重力和支持力
C、有重力、支持力和摩擦力
D、有重力、支持力、摩擦力和斜面对它的弹力
3、把一木块放在水平桌面上保持静止,下面说法中哪些是正确的( )
A、木块对桌面的压力就是木块受的重力,施力物体是地球
B、木块对桌面的压力是弹力,是由于桌面发生形变而产生的
C、木块对桌面的压力在数值上等于木块受的重力
D、木块保持静止是由于木块对桌面的压力与桌面对木块的支持力二力平衡
4、在力的合成中,下列关于两个分力(大小为定值)与它们的合力的关系的说法中,正确的是( )
A、合力一定大于每一个分力; B、合力一定小于分力;
C、合力的方向一定与分力的方向相同;
D、两个分力的夹角在0°~180°变化时,夹角越大合力越小
5、如图所示,恒力F大小与物体重力相等,物体在恒力F的作用下,沿水平面做匀速运动,恒力F的方向与水平成角,那么物体与桌面间的动摩擦因数为( )
A、cos B、ctg C、cos1sin D、tg
6、物体A、B、C叠放在水平桌面上,用水平力F拉B,使三者一起匀速向右运动,则( )
1 [高一物理教案]
共点力平衡条件的应用(习题)
一、教学目标:
1、知识目标
(1)能用共点力的平衡条件,解决有关力的平衡问题;
(2)进一步学习受力分析,正交分解等方法。
2、能力目标:
学会使用共点力平衡条件解决共点力作用下物体平衡问题的思路和方法,培养学生灵活分析和解决问题的能力。
3、德育目标:
培养学生具体问题具体分析的学习品质。
二、教学重点:
共点力平衡条件的应用,研究对象的正确选取
三、教学难点:
受力分析、正交分解、共点力平衡条件的综合应用。
四、教学方法:
讲练法、归纳法
五、教学用具:
投影仪、投影片
六、教学步骤:
(一)知识回顾
1:用投影片出示复合题:
(1)如果一个物体能够保持 或 ,我们就说物体处于平衡状态。
(2)当物体处于平衡状态时:
a:物体所受各个力的合力等于 ,这就是物体在共点力作用下的平衡条件。 2 b:它所受的某一个力与它所受的其余外力的合力关系是 。
学生回答问题后,教师进行评价和纠正。
2、用投影片出示求解共点力作用下平衡问题的解题步骤:
(1)确定研究对象
(2)对研究对象进行受力分析,并画受力图;
(3)据物体的受力和已知条件,采用力的合成、分解、图解、正交分解法,确定解题方法;
(4)解方程,进行讨论和计算。
引入:本节课我们继续运用共点力的平衡条件求解一些实际问题。
(二)例题精讲
用投影片出示本节课的学习目标:
(1)熟练运用共点力的平衡条件,解决平衡状态下有关力的计算。
(2)灵活选区研究对象,进一步熟练受力分析的方法,掌握解题的技巧。
【例题1】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,两环间由一根质量可忽略、不可伸展的细绳相连,并在某一位置平衡(如图),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N和细绳上的拉力T的变化情况是:
高三物理 受力分析 共点力的平衡(1)
受力分析:
【例1】
如图4所示,物体A靠在竖直墙面上,在力F的作用下,A、B保持静止.物体A的受力个数为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
练习:书27页例1
处理共点力平衡问题常用的方法
1.三角形法
物体受三个力作用而平衡时,其中任意两个力的合力必与第三个力等大反向.可利用力的平行四边形定则,画出矢量三角形,然后利用三角函数、勾股定理、相似三角形等数学知识求解.
(1)直角三角形
如果共点的三个力平衡,且三个力构成直角三角形,则可根据三角形的边角关系,利用三角函数或勾股定理求解.
【例2】 (2009·山东理综·16)如图6所示,光滑半球形容器固定在水平面上,O为球心.一质量为m的小滑块,在水平力F的作用下静止于P点.设滑块所受支持力为FN,OP与水平方向的夹角为θ.下列关系正确的是( )
A.F=mgtan
θ
B.F=mgtan θ
C.FN=mgtan θ D.FN=mgtan θ
[针对训练] (2009·浙江理综·14)如图7所示,质量为m的等边三棱柱静止在水平放置的斜面上.已知三棱柱与斜面之间的动摩擦因数为μ,斜面的倾角为30°,则斜面对三棱柱的支持力与摩擦力的大小分别为( )
A.32mg和12mg B.12mg和32mg
C.12mg和12μmg D.32mg和32μmg
(2)相似三角形
如果三个共点的平衡力构不成直角三角形,但力三角形与某个几何三角形相似,则可用相似三角形的特点求解.
书例2
2.正交分解法
将各力分解到x轴和y轴上,利用两坐标轴上的合力都等于零 Fx合=0Fy合=0(多用于三个或三个以上共点力作用下的物体的平衡)求解.值得注意的是,对x、y轴的方向选择时,要使落在x、y轴上的力尽可能的多,被分解的力尽可能是已知力,不宜分解待求力.
共点力的平衡
1.知道共点力的平衡条件,并会分析生产生活中的相关问题。
2.能运用数学中的三角函数、几何关系等对力与平衡问题进行分析和推理。
3.能从不同的角度解决力与平衡问题。
一、共点力平衡的条件及三力平衡问题
1.平衡状态:物体处于静止或匀速直线运动的状态.
2.平衡条件:合外力等于0,即F合=0或{Fx合=0Fy合=0 .
3.推论(1)二力平衡:若物体在两个力作用下处于平衡状态,则这两个力一定等大、反向.(2)三力平衡:若物体在三个共点力作用下处于平衡状态,则任意两个力的合力与第三个力等大、反向.(3)多力平衡:若物体在n个共点力作用下处于平衡状态,则其中任意(n-1)个力的合力必定与第n个力等大、反向.
二、物体在三个力或多个力作用下的平衡问题的解法
1.力的合成法——一般用于受力个数为三个时(1)确定要合成的两个力;(2)根据平行四边形定则作出这两个力的合力;(3)根据平衡条件确定两个力的合力与第三力的关系(等大反向);(4)根据三角函数或勾股定理解三角形.2.正交分解法——一般用于受力个数为三个或三个以上时(1)建立直角坐标系;(2)
正交分解各力;
1(3)沿坐标轴方向根据平衡条件列式求解.
三、利用正交分解法分析多力平衡问题
1.将各个力分解到x轴和y轴上,根据共点力的平衡条件列式(Fx=0,Fy=0)求解.2.对x、y轴方向的选择原则是:使尽可能多的力落在x、y轴上,需要分解的力尽可能少,被分解的力尽可能是已知力.3.此方法多用于三个或三个以上共点力作用下的物体平衡,三个以上共点力平衡一般要采用正交分解法.
题型1受力分析的应用
[例题1]如图所示,质量均为m的a、b两物体,放在两固定的水平挡板之间,物体间用一竖直放
置的轻弹簧连接,在b物体上施加水平拉力F后,两物体始终保持静止状态,已知重力加速度
为g,则下列说法正确的是( )
A.a物体对水平挡板的压力大小可能为2mg
B.b物体所受摩擦力的大小为F
C.a物体所受摩擦力的大小为F