物体的平衡专题(一):平衡态受力分析

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物体的平衡专题(一)—— 平衡态的受力分析专题

常用方法:

1、静态平衡:正交分解法

2、动态平衡:类型一 特点:三力中有一个不变的力,另有一个力的方向不变

解决方法:矢量三角形

类型二 特点:三力中只有一个不变的力,另两力方向都在变

解决方法:相似三角形(力三角和几何三角的相似)

特殊类型 特点:三力中只有一个不变的力,另两力方向都在变,但这两力的夹角

不变

解决方法:边角关系解三角形(如果夹角是直角,一般利用三角函数性质,

如果夹角非直角,一般会用到正弦定理)

注:动态平衡方法一般适用于三力平衡,若非三力状态,可先通过合成步骤变成三力平衡状态。

3、系统有多个物体的分析,整体法与隔离法

【例题1】如图所示,在倾角为θ的斜面上,放一质量为m 的光滑小球,球被竖

直的木板挡住,则球对挡板的压力和球对斜面的压力分别是多少?

【例题2】如图所示,一个半球形的碗放在桌面上,碗口水平,O 点为其球心,碗的内表面及碗口是光滑的.一根细线跨在碗口上,线的两端分别系有质量为m 1和m 2的小球.当它们处于平衡状态时,质量为m 1的小球与O 点的连线与水平线的夹角为α=60°两小球的质量比12m m 为( ) A .

33 B .32 C .23 D .22 【例题3】如图,电灯悬挂于两干墙之间,要换绳OA ,使连接点A 上移,但保

持O 点位置不变,则在A 点向上移动的过程中,绳OA 的拉力如何变化?

【例题4】用等长的细绳0A 和0B 悬挂一个重为G 的物体,如图所示,在保持O 点位置不变的前提下,使绳的B 端沿半径等于绳长的圆弧轨道向C 点移动,在移动的过程中绳OB 上张力大小的变化情况是( )

A .先减小后增大

B .逐渐减小

C .逐渐增大

D .OB 与OA 夹角等于90o 时,OB 绳上张力最大

【例题5】重G 的光滑小球静止在固定斜面和竖直挡板之间。若挡板逆时针

缓慢转到水平位置,在该过程中,斜面和挡板对小球的弹力的大小F 1、F 2

各如何变化?

【例题6】(2016全国卷II)质量为m的物体用轻绳AB悬挂于天花板上。用水平向左的力F缓慢拉动绳的中点O,如图所示。用T表示绳OA段拉力的大小,在O点向左移动的过程中()

A. F逐渐变大,T逐渐变大

B. F逐渐变大,T逐渐变小

C. F逐渐变小,T逐渐变大

D. F逐渐变小,T逐渐变小

【例题7】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。

【例题8】如图所示竖直绝缘墙壁上的Q处有一固定的质点A,Q正上方的P点用丝线悬挂另一质点B,A、B两质点因为带电而相互排斥,致使悬线与竖直方向成θ角,由于漏电使A、B两质点的带电量逐渐减小。在电荷漏完之前悬线对悬点P的拉力大小()

A.保持不变;

B.先变大后变小;

C.逐渐减小;

D.逐渐增大。

【例题9】(2014上海卷)如图,光滑的四分之一圆弧轨道AB固定在竖直平面内,A端与水平面相切。穿在轨道上的小球在拉力F作用下,缓慢地由A向B运动,F始终沿轨道的切线方向,轨道对球的弹力为N。在运动过程中()

A.F增大,N减小

B.F减小,N减小

C.F增大,N增大

D.F减小,N增大

【例题10】(2017湖北百所重点中学联考)半圆柱体P放在粗糙的水平地面上,其右端有一固定放置的竖直挡板MN.在半圆柱体P和MN之间放有一个光滑均匀的小圆柱体Q,整个装置处于平衡状态,如图所示是这个装置的截面图.现使MN保持竖直并且缓慢地向右平移,在Q滑落到地面之前,发现P始终保持静止.则在此过程中,下列说法中正确的是( )

A.MN对Q的弹力逐渐减小

B.P对Q的弹力逐渐增大

C.地面对P的摩擦力逐渐增大

D.Q所受的合力逐渐增大

【例题11】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(如图所示)。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F N和摩擦力f的变化情况是()

A.F N不变,f变大B.F N不变,f变小

C.F N变大,f变大D.F N变大,f变小

【例题12】如图所示,轻绳一端系在质量为m的物块A上,另一端系在一个套在粗糙竖直杆MN的圆环上.现用水平力F拉住绳子上一点O,使物块A从图中实线位置缓慢下降到虚线位置,但圆环仍保持在原来位置不动.在这一过程中,环对杆的摩擦力F1和环对杆的压力F2的变化情况是( ) A.F1保持不变,F2逐渐增大

B.F1保持不变,F2逐渐减小

C.F1逐渐增大,F2保持不变

D.F1逐渐减小,F2保持不变

【例题13】如图所示,四个木块在水平力F1和F2作用下静止于水平桌面上,且F1=3N,F2=2N,则:( )

A.B对A的摩擦力大小为3N,方向与F2相同

B.B对C的摩擦力大小为3N,方向与F1相同

C.D对C的摩擦力大小为1N,方向与F2相同

D.桌面对D的摩擦力大小为1N,方向与F2相同

【针对训练】:

1、在倾角为30°的光滑固定斜面上,用两根轻绳跨过两个固定的定滑轮接在小车上,两端分别悬挂质量为2m和m的物体A、B,当小车静止时两绳分别平行、垂直于斜面,如图所示.不计滑轮摩擦,现使A、B位置互换,当小车再次静止时,下列叙述正确的是()

A.小车的质量为5m

B.两绳的拉力的合力不变

C.原来垂直斜面的绳子现位于竖直方向

D.斜面对小车的支持力比原来要大

2、(2018济南联考)如图所示,倾角为θ的斜面体c置于水平地面上,小物块b置于斜面上,通过细绳跨过光滑的定滑轮与沙漏a连接,连接b的一段细绳与斜面平行。在a中的沙子缓慢流出的过程中,a、b、c都处于静止状态,则()

A.b对c的摩擦力一定减小

B.b对c的摩擦力方向可能平行斜面向上

C.地面对c的摩擦力方向一定向右

D.地面对c的摩擦力一定减小

3、(2014山东卷)如图,用两根等长轻绳将木板悬挂在竖直木桩上等高的两点,制成一简易秋千。某次维修时将两轻绳各剪去一小段,但仍保持等长且悬挂点不变。木板静止时,F1表示木板所受合力的大小,F2表示单根轻绳对木板拉力的大小,则维修后()

A、F1不变,F2变大

B、F1不变,F2变小

C、F1变大,F2变大

D、F1变小,F2变小

4.(2013·高考天津卷)如图所示,小球用细绳系住,绳的另一端固定于O点.现用水平力F缓慢推动斜面体,小球在斜面上无摩擦地滑动,细绳始终处于直线状态,当小球升到接近斜面顶端时细绳接近水平,此过程中斜面对小球的支持力F N以及绳对小球的拉力F T的变化情况是()