第11讲 静力学复习讨论课
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第11课时共点力的动态平衡问题(题型争辩课)[命题者说]共点力的动态平衡问题是高考的热点,主要考查平衡条件的应用;高考中既有单独考查,也有和其他学问的综合考查;复习本课时时,要留意理解并把握分析动态平衡问题的几种常用方法。
物体的状态发生缓慢地变化,在这一变化过程中物体始终处于一系列的平衡状态,这种平衡称为动态平衡。
解决此类问题的基本思路是化“动”为“静”,“静”中求“动”,具体有以下三种方法:解析法、图解法和相像三角形法。
[方法一:解析法]对争辩对象进行受力分析,先画出受力示意图,再依据物体的平衡条件列式求解,得到因变量与自变量的一般函数表达式,最终依据自变量的变化确定因变量的变化。
[典例]如图所示,与水平方向成θ角的推力F作用在物块上,随着θ渐渐减小直到水平的过程中,物块始终沿水平面做匀速直线运动。
关于物块受到的外力,下列推断正确的是()A.推力F先增大后减小B.推力F始终减小C.物块受到的摩擦力先减小后增大D.物块受到的摩擦力始终不变[解析]对物块受力分析,建立如图所示的坐标系。
由平衡条件得,F cos θ-F f=0,F N-(mg+F sin θ)=0,又F f=μF N,联立可得F=μmgcos θ-μsin θ,可见,当θ减小时,F始终减小,B正确;摩擦力F f=μF N=μ(mg+F sin θ),可知,当θ、F减小时,F f 始终减小。
[答案] B解析法分析动态平衡问题的关键抓住不变量,确定自变量,依据不变量与自变量的关系(通常为三角函数关系)来确定其他量的变化规律。
[集训冲关]1.如图所示,A、B为同一水平线上的两个绕绳装置,转动A、B转变绳的长度,使光滑挂钩下的重物C缓慢竖直下降。
关于此过程中绳上拉力大小的变化,下列说法中正确的是()A.不变B.渐渐减小C.渐渐增大D.可能不变,也可能增大解析:选B当光滑挂钩下的重物C缓慢下降时,设绳AC和BC与竖直方向的夹角为α,绳的拉力为F,绳AC和BC在水平方向上的分力均为F x=F sin α,大小相等,方向相反,是一对平衡力。
静力学、动力学复习一、力1.力的本质:力是物体之间的相互作用点拨:物质性,力离不开物体独立存在;相互性,力的作用是相互的,总是成对出现;矢量性,力是矢量。
2.力的三要素:大小、方向、作用点3.力的作用效果:(1)使物体发生形变( 2)使物体的运动状态发生改变4.力的直观表示:(1)力的图示(2)力的示意图5.力学中常见的三种力:(1)合力与分力:等效替代关系....点拨:力的合成合力不存在,力的分解分力不存在...................(2)遵循法则:力的平行四边形定则——衍生:① 三角形定则② 按力的作用效果分解,和正交分解法....(3)大小关系:︱F1-F2︱≤F≤F1+F28.物体受力分析:①受力分析顺序:一重二弹三摩四其它。
②步骤:确定研究对象,隔离研究对象,按序受力分析。
③防止漏力和添力。
9.共点力作用下物体的平衡:点拨:①任何物体都有惯性;②惯性是(物体本身的)一种性质,不是力;③质量是惯性大小的唯一量度。
2.牛顿第二定律:(1)探究加速度与力、质量的关系:强调:①方法—控制变量法②平衡摩擦力:让纸带连接小车并穿过打点计时器后再平衡摩擦力。
③数据处理:近似认为拉力等于砂桶重力,一般用 a -F和 a -1/m图像,若图像 a -F不经过原点,穿过横坐标则说明没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够,若穿过纵坐标则说明平衡摩擦力过多。
(2)内容:物体的加速度跟受到的合外力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向始终与合外力的方向相同。
(1)重力:① 产生条件:地球的吸引吸引力≠重力②大小:G=mg (1)平衡状态:① 保持静止状态② 或匀速直线运动状态F x合0(2)平衡条件:F合0,或正交分解法 F y合0(3)公式:F合=m a合正交分解F x ma xF y ma y③ 方向:竖直向下(≠垂直向下)④ 作用点:重心(可用悬挂法确定)点拨:a 质量分布均匀,几何形状规则的物体,重心在其几何中心上;b、重心可能在物体上,也可能在物体外。