更高更妙的物理竞赛ppt课件竞赛课件1：力三角形判断法

矢量求和图解法则
矢量求差图解法则
F F1 F 2
F
F F1 F 2
F F1
F2
F2
F1
和从第一个加数“尾”
相加矢量首尾相接，
指向最后一个加数“头”
相减两矢量箭尾共点， 差连接两箭头，方向指 向“被减数”
由摩擦定律:
FN
F f FN

Ff FN
ta n
-1

Ff
B β TB
α
α
② ③
O
TA A
T
①
β
O
TA
④
TB
返回 如图所示，杆BC的B端铰接在竖直墙上，另一端C 为一滑轮．重物G上系一绳经过滑轮固定于墙上A点处，杆恰好 A 处于平衡．若将绳的A端沿墙向下移到 ，再使之平衡（BC杆、 滑轮、绳的质量及摩擦均不计），则 A.绳的拉力增大，BC杆受到的压力增大 B.绳的拉力不变，BC杆受到的压力减小 C.绳的拉力不变，BC杆受到的压力增大 D.绳的拉力不变，BC杆受到的压力不变 FBC A FAC C A
A
T1
本题答案:A
mg
D
如图所示，在悬点O处用细线拉着小球，使它 静止在半径一定的半圆柱面上，现使半圆柱面从图示位置起沿 水平面缓慢向左移动一些距离，则 A. 小球对柱面的压力增大 B. 细线对小球的拉力不变 C. 柱面对小球的支持力不变 D. 小球对细线的拉力减小 O l FT
FN
R
mg
本题答案:AD
球
F
F N mg
本题答案:A
如图所示，用等长的细线OA、OB悬挂一 重物，保持重物位置不变，使线的B端沿半径等于OA 的圆周向C移动，则在移动过程中OB线的拉力的变化 情况是 A.先减小后增大 B.先增大后减小 C.总是减小 D.总是增大
A TOA题答案:A
如图所示，在《验证力的平行四边形定则》 的实验中，使b弹簧秤从图示位置开始顺时针缓慢转动， 在这过程中，保持O点的位置和a弹簧秤的拉伸方向不 变，则在整个过程中，a、b两弹簧秤的示数变化情况 是 A. a增大，b减小 B. a减小，b增大 C.a减小，b先增大后减小 D. a减小，b先减小后增大
先作确定力mg的有向线段,力mg为一 球 系列可能的闭合三角形的公共边； 以不变力箭头为圆心,表示大小确 定力的线段长为半径作圆； 从圆周上的点向表示确定力的有向 线段的箭尾作第三力的有向线段.
θ
m
FT
由图可知,在小球可能的 平衡位置中,细线最大偏角为
s in
1
m
F
F mg
mg
例4 如图所示，在《验证力的平行四边形定则》实验中，用A、B两只弹簧 秤把像皮条上的结点拉到某一位置O，这时两绳套AO、BO的夹角∠AOB小于 90°，现保持弹簧秤A的示数不变而改变其拉力方向使α角减小，那么要使结点仍 在位置O，就应调整弹簧秤B的拉力大小及β角，则下列调整方法中可行的是 A. 增大B的拉力、增大β角 B. 增大B的拉力、β角不变 C. 增大B的拉力、减小β角 D. B的拉力大小不变、增大β角
力方向确定,这个力的大小及第三个力的大小、 方向变化情况待定.
A
例２ 如图所示，用绳通过定滑轮牵引物块，使物块在水平面 上从图示位置开始沿地面做匀速直线运动，若物块与地面间的 动摩擦因数 μ＜1，滑轮的质量及摩擦不计，则在物块运动过程 中，以下判断正确的是 Ａ. 绳子拉力将保持不变 B. 绳子拉力将不断增大 C. 地面对物块的摩擦力不断减小 D. 物块对地面的压力不断减小
FN
30

解 : 分析物体恰开始滑动时的受力情况: F 物体所受地面约束力的摩擦角
Fmax m
F约
m
Fmin
F约
45°
ta n ta n
1 1
3 3
45°
3 3
mg
mg
本题答案:A
♠
三力中有一个力确定,即大小方向不变,另一个 类型Ⅱ力大小确定,这个力的方向及第三个力的大小、 方向变化情况待定.
例3 如图所示，小球质量m，用一细线悬挂．现用一 大小恒定的力F（F＜mg）慢慢将小球拉起，在小球可 能的平衡位置中，细线最大的偏角θ是多少？
B
G
本题答案:C
类型Ⅲ 三力中有一个力确定,另二力方向变化有依据, ♠
这二力的大小变化情况待定.
例5 如图所示，绳子a一端固定在杆上C点，另一端通过定滑轮 用力拉住，一重物以绳b挂在杆BC上，杆可绕B点转动，杆、绳 质量及摩擦不计，重物处于静止．若将绳子a慢慢放下，则下列 说法正确的是 A. 绳a的拉力FT减小，杆的压力FN增大 B. 绳a的拉力FT 增大，杆的压力FN 增大 C. 绳a的拉力FT 不变，杆的压力FN 减小 D. 绳a的拉力FT 增大，杆的压力FN 不变 FN
作出一簇力三角形
A 45°
< 90

45°
FT
FN

v
A
G
Ff
ta n
1
< 45
ta n
Ff FN

如图所示，用细绳通过定滑轮沿竖直光 滑的墙壁匀速向上拉，则拉力F和墙壁对球的支持力N 的变化情况是 A. F增大，N增大 B. F增大，N不变 C. F减小，N增大 D. F减小，N不变
O
FT FN
FT A FN
D R mg
mg
例8 如图所示, 不可伸长的轻绳AO和BO下端共同系一个物体 P，且绳长AO＞BO，A、B两端点在同一水平线上，开始时两绳 刚好绷直，细绳AO、BO的拉力分别设为FA、F，现保持A、B两 端点在同一水平线上缓慢向两侧远离，在此过程中，两绳上拉力 大小随点A、B间距离变化情况是 A. FA随距离增大而一直增大 B. FA随距离增大而一直减小 C. FB随距离增大而一直增大 D. F随距离增大而一直减小 A
质点B所受三力平衡, 力三角形与对应的几何三 角形相似，重力对应PQ、 FT对应PB、Fe对应QB.
Q
A
B
Fe
本题答案:C
mg
如图所示，AB为轻质杆，AC为细绳，在A点悬挂 一重物G，将绳的固定点从C 逐渐向上移到 点，则绳的拉力 C T1和杆受的压力T2发生的变化是 A.T1逐渐增大，T2逐渐减小 B. T1逐渐减小，T2逐渐减小 C.T1先逐渐减小，再逐渐增大，T2逐渐增大 D.T1先逐渐减小，再逐渐增大，T2逐渐减小
结点A所受三力平 衡,力三角形与对应的 几何三角形相似，与 重力对应的各几何三 角形竖直边长为不变 的一段；Ｔ1对应与绳 平行的一段，T2对应 与杆平行的一段．.
T2
C
A
T1 C B
本题答案:B
G G
建筑工人常通过如图所示的 安装在楼顶的一个定滑轮，将建筑材料运到 高处，为了防止建筑材料与墙壁相碰，站在 地面上的工人还另外用绳CD拉住材料，使它 与竖直墙面总保持距离l．不计两根绳的重力， 在建筑材料上升的过程中，绳AB和绳 CD上的拉力T1和T2的大小变化 A. T1增大，T2增大 B. T1增大，T2不变 C. T1增大，T2减小 D. T1减小，T2减小 T B2 C l
( 摩 擦 角 )= tan

◎支持面作用力(约束力)与正压力间的 夹角称为摩擦角,约束力方向总与约束 面法向成tan-1μ 的角度.
原理：
三力平衡时，三力构成闭合三角形;只要作出各种 可能的闭合力三角形，根据一簇力三角形的边角 变化，即可直观地了解力的变化情况．
F2
三类常见动态平衡判断：
1. 已知一个力大小方向，第二个力的方向，判断二力大小变化； 示例 2. 已知一个力大小方向，第二个力大小，判断第三个力大小变化； 示例
y

αT
F x
拉力F与水平方向夹角:
mg

如图所示，在水平放置、半径为R的光滑圆弧 槽内，有两个半径均为R/3、重分别为G1、G2的小球A和B，平 衡时槽面圆心O与A球球心连线与竖直方向的夹角α多大？
解:
几何三角形OAB为边长2R/3的正三角形
O


分析两球受力情况,作出力平衡的矢量三角形: 在力三角形中运用正弦定理
如图所示，一球被绳子悬挂起来，绳 AO水平，当小球被一水平力F向右缓慢拉起时，绳OC 上张力将__________；绳OA上张力将___________； 增大 而绳OB上张力则__________．（填“变大”、“变小” 增大 不变 或“不变”）
B B O TOB TOA C TOC F
A
O
TOC
F3 3. 已知一个力大小方向，另二力方向变化有依据，判断二力大小 变化． 示例 F1
♠ 类型Ⅰ 三力中有一个力确定,即大小方向不变,另一个
例1 如图所示，竖直杆AB在绳AC拉力作用下使整个装置处 于平衡状态，若AC加长，使C点左移，AB仍竖直，且处于平衡状 态，那么AC绳的拉力T和杆AB受的压力N与原先相比，下列说法 FN 正确的是 F A A. T增大，Ｎ减小 FT B. T减小，Ｎ增大 C. T和Ｎ均增大 C B D. T和Ｎ均减小 不变力F为一系列可能的闭合三角形 的公共边,先作不变力F的有向线段； 从不变力箭头起按方向确定力的方 位作射线； 从确定力起点画第三个力的有向线 段将图形封闭成三角形
球
T2 A 不变 T1 G
T1
α
B
O
G
T2
例7 如图所示,一个表面光滑的半球固定在水平面上,其球心和 正上方一定高度处固定一小滑轮,一根细绳一端拴一小球,置于球面 上A点,另一端绕过定滑轮,现缓慢地拉动细绳的一端,使小球从A点 运动到D点,在此过程中,小球所受的球面支持力FN及细绳拉力FT的 变化情况是 A. FN变大,FT变小 A. FN变小,FT变大 C. FN不变,FT变小 D. FN变大,FT不变