物体平衡---王龙.doc

高中物理教学案---物体平衡 使用时间:
【专题知识结构】
共点力作用下物体的平衡
平衡状态
匀速直线运动状态或静止状态
平衡条件
F合＝0 （在解题中如何消化这一条件？）
研究对象
单个物体
多个物体组成的系统
灵活运用整体法和隔离法
单个物体
二力平衡：同体、等大、反向、共线
常用正交分解法
四个及以上力平衡 ：
三力平衡
二力平衡（合成法）

四力平衡 (分解法)
转 化
区别一对作用力与反作用力的关系

〖说明〗：
①一个物体常常受到几种不同性质的力（重力、弹力、摩擦力、电力、磁力）而处于平衡状态，其实有时仅仅是物理模型和情境不一样，而处理问题的方法和思路却是相同的。
②注意受力分析中整体法和隔离法的应用条件和应用技巧。
③处理思路：力的合成与力的分解―――平行四边形定则（矢量合成法则）
理解合力与分力的关系――等效代替
④注意平衡态向非平衡态的转化（力的突变问题――求解瞬时加速度）和变加速运动向平衡态收尾问题（做a↓v↑的变加速运动，当F合=0即a=0时v达到最大值vmax），画v-t图线

受力分析
整体法和隔离法
重力
弹力
摩擦力
电场力
安培力
洛仑磁力
对每一个力要理解： ①力的产生及特点 ②力的三要素

【知识点简述】

〖说明〗：（1）要正确地选择研究对象，对其进行受力分析和运动状态分析
（2）注意各个力的产生条件和力的三要素（大小、方向、作用点）
（3）受力分析时切不可丢三落四，也不可无中生有
（4）在分析弹力和摩擦力时，注意牛顿第三定律的应用――作用力和反作用力

【精讲精练】
1．如图中小球重30N，则挡板对小球的作用力为____牛，斜面对小球支持力为___牛.

第1题 第2题 第3题 第4题
2．光滑小球放在光滑墙和木板之间，当图中墙对小球弹力变____,木板对小球弹力变_____.（提示：可以写出F与α的函数关系，也可用平行四边形动态分析）
3．如图中绳OB水平，OA与竖直成300角，若AO与BO能承受的最大拉力为10N和6N，OC能承受足够大的拉力，为使细绳不被拉断，重物G最大为__________牛.

4．在共点力的合成实验中如图所示，使弹簧秤b按图示位置开始顺时针方向缓慢转动90°角，在这个过程中保持O点位置不动，a弹簧秤的拉伸方向不变，则整个过程中关于a、b弹簧秤的读数变化是：
A、a增大，b减小； B、a减小，b减小；
C、a减小，b先减小后增大； D、a先减小后增大。
【思考】：速度v、位移s、加速度a、磁场B、电场E等的合成
5.如图所示，A、B、C三个物体叠放在一起，同时有F＝1N的两个力分别作用于A、B两物体上，A、B、C三个物体仍处于平衡状态，则
A．A物体对B物体的摩擦力为1N B．地面对A物体的摩擦力为零　
C．B物体对C物体的摩擦力为零 D．C物体对B物体的摩擦力为1N
A
B
C
思考：分析A、B间的静摩擦力

F2
F1
6．如图所示，放在粗糙水平桌面上的一个物体，同时受到水平方向的两个力，F1=8N，方向向右；F2=12N，方向向左．当F2从12N逐渐减小到零时，物体始终保持静止，物体与桌面间摩擦力大小变化情况是( )
A．逐渐减小 B．先减小后增大 C．逐渐增大 D．先增大后减小
7.如图所示，已知m、μ、θ,物体在拉力作用下向右匀速运动，求F＝？
θ
F
G
θ
F

θ
F

【引申1】：若把地面改成墙壁，如何求解？【引申2】：若把地面改成天花板，如何求解？
8.如图所示，在长木板上放有一物体，从水平位置开始慢慢地抬起木板的一端，
①随着α的加大，物体所受的摩擦力大小的变化规律是 。注意f滑和f静求解区别
②当木板与水平面的夹角α＝30°时，物体恰好匀速下滑，则μ＝？如果要能使物体沿着斜面向上匀速运动，则需沿着斜面向上施加多大的拉力F？
③那么当α＝60°时，物体沿着斜面下滑的加速度大小是________.

第8题 第9题 第10题
9．如图所示，重50N的物体与倾角为37°的斜面间动摩擦因数为0.5，用原长为20cm，劲度系数为1000N／m的轻弹簧沿平行于斜面的方向拉物体，欲使物体沿斜面匀速运动，弹簧的长度应为多长?
10．用绳AC和BC吊起一重物处于静止状态，如图所示． 若AC能承受的最大拉力为150 N，BC能承受的最大拉力为105 N，那么，下列正确的说法是
A．当重物的重力为150 N时，AC、BC都不断，AC拉力比BC拉力大
B．当重物的重力为150 N时，AC、BC都不断，AC拉力比BC拉力小
C．当重物的重力为175 N时，AC不断，BC刚好断
D．当重物的重力为200 N时，AC断，BC也断

F
F
F
11.如图所示，三个完全相同的木块放在同一个水平面上，木块和水平面的动摩擦因数相同。分别给它们施加一个大小为F的推力，其中给第一、三两木块的推力与水平方向的夹角相同。这时三个木块都保持静止。比较它们和水平面间的弹力大小N1、N2、N3、和摩擦力大小f1、f2、f3，下列说法中正确的是
A.N1>N2>N3，f1>f2>f3 B.N1>N2>N3，f1=f3<f2
C.N1=N2=N3，f1=f2=f3 D.N1>N2>N3，f1=f2=f3

【思考】：第一、第三图中F和f的合力大小与方向如何？注意f滑和f静求解区别

12.质量为10Kg的木块放在水平地面上，在大小为30N、方向与水平方向成370斜向上拉力作用下恰好沿水平面匀速运动，若改用水平拉力，使该木块在水平地面上仍匀速运动，水平拉力应为多大？

13.如图所示，一个重力为的小环套在竖直的半径为的光滑大圆环上，一劲度系数为k，自然长度为L（L<2r）弹簧的一端固定在小环上，另一端固定在大圆环的最高点A。当小环静止时，略去弹簧的自重和小环与大圆环间的摩擦。求弹簧与竖直方向之间的夹角
细细体会小环和大圆环间的弹力

14．如图所示，在粗糙水平面上有两个质量分别为m1，和m2的木块，中间用一原长为l，劲度系数为k的轻弹簧连接起来，木块与地面间的动摩擦因数为μ，现用一水平拉力F向右拉木块m2，当两木块一起匀速运动时两木块之间的距离是( )
A． B． c． D．
【思考1】：水平拉力F＝？

【思考2】：当两木块一起匀速运动时，突然撤去拉力，则：
m1和m2两木块的加速度分别是多少？

细细体会：整体法和隔离法的思想以及应用条件和解题技巧

15．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m1和m2的小球，当它们处于平衡状态时，质量为m1的小球与O点的连线与水平线的夹角为α＝60º，两小球的质量比为：
A．　　B．　　C．　　D．

题2
16.如图所示，跨在光滑圆柱体侧面上的轻绳两端分别系有质量为mA、mB的小球，系统处于静止状态.A、B小球与圆心的连线分别与水平面成60°和30°角，则两球的质量之比和剪断轻绳时两球的加速度之比分别为
A、1：1 ，1：2 　 B、1：1 ，1：
C、：1 ，1：1 　D、：1 ，1：

17．如图所示，质量为m的木块P在质量为M的长木板ab上滑行，长木板放在水平地面上一直处于静止状态。若ab与地面间的动摩擦因数为μ1，木块P与长木板ab间的动摩 擦因数为μ2，则长木板ab受到地面的摩擦力大小为
A．μ1 Mg B．μ1(m＋M)g
C．μ2 mg D.μ1Mg＋μ2mg

思考：若木块和长木板一起向右加速或减速（加速度大小为a），如何求木块受到的摩擦力？

O
θ
18.如图所示，如何施加一个最小的力能够使小球处于静止状态？如果设计成带电小球在电场中求E=？

19.质量为m的物体A放在倾角为θ=37o的斜面上时，恰好能匀速下滑，现用细线系住物体A，并平行于斜面向上绕过光滑的定滑轮，另一端系住物体B，①物体A恰好能静止在斜面上，求物体B的质量（思考：如果θ变大，物体A仍能静止，则其受到的各个力怎样变化？）；②物体A恰好能沿斜面匀速上滑，求物体B的质量，（sin37o=0.6，cos37o=0.8）

20．如图所示：一种测定风作用力的仪器原理图。P为金属球，悬挂在一细长金属丝下面，O是悬点，R0是保护电阻，CD是水平放置的光滑电阻丝，与细金属丝始终保持良好接触。无风时，金属丝与电阻丝在C点接触，此时电流表的示数为I0，有凤时，金属丝将偏一角度，角θ与风力大小有关，设风力方向水平向左，OC＝h，CD＝L，金属球质量为m，电阻丝单位长度的阻值为K，电源内电阻和金属丝电阻不计，金属丝偏角为θ时，电流表的示数为I，此时风力为F，试写出（1）F与θ的关系式（2）F与I的关系式．

21．用一根长1m的轻质细绳将一副质量为1kg的画框对称悬挂在墙壁上，已知绳能承受的最大张力为，为使绳不断裂，画框上两个挂钉的间距最大为（取）
A． B． C． D．

22.两根长度相等的轻绳，下端悬挂一质量为m的物体，上端分别固定在水平天花板上的M、N点，M、N两点间的距离为s，如图所示。已知两绳所能经受的最大拉力均为T，则每根绳的长度不得短于_______。

d

C
b
a
23．a、b两金属球用c、d两条绝缘细绳如图所示悬挂于空中，在下面讨论的问题中，两球始终保持静止状态
A．若给两球分别带上异种电荷，则c绳对a球的拉力变大
B．若给两球分别带上同种电荷，则c绳对a球拉力不变
C．若给两球分别带上异种电荷，则d绳对a球的拉力变小
D．若给两球分别带上同种电荷，则d绳对b球的拉力不变

F
O
A
B
24．两个相同的小球A和B，质量均为m，用长度相同的两根细线把A、B两球悬挂在水平天花板上的同一点O，并用长度相同的细线连接A、B两小球，然后用一水平方向的力F作用在小球A上，此时三根细线均处于直线状态，且OB细线恰好处于竖直方向，如图所示．如果不考虑小球的大小，两小球均处于静止状态，则力F的大小为
A．0 B．mg C．rng D．mg／3

25.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（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FN和摩擦力f的变化情况是

O
A
B
P
Q
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

26.已知质量为mA的A环套在粗糙的横杆上，通过细绳吊着一个质量为mB的B球，在B球受到水平风力的作用下，整个装置A和B沿着横杆一起向右匀速运动，此时细绳与水平方向成θ角，求（1）水平风力F风，（2）A环与横杆间的动摩擦因数μ
θ
A
B

巧妙运用整体法和隔离法，注意整体法的应用条件和隔离法的应用技巧

A
风
B
θ
27.如图所示，水平细直杆上套一细环A，环A与球B间用一轻质细绳相连，质量分别为mA、mB（mA>mB），由于B球受到水平风力作用，细绳与竖直方向的夹角为θ，A环处于静止状态。则下列说法正确的是
A．当风力减小时，杆对A环的支持力减小
B．当风力减小时，杆对A环的摩擦力不变
C．图示状态B球受到绳拉力为
D．当风力减小时，绳对B球的拉力不变

巧妙运用整体法和隔离法，注意整体法的应用条件和隔离法的应用技巧
思考：若A、B在水平风力作用下一起向右匀速运动，求水平风力F风和A环与横杆间的动摩擦因数μ
若运动过程中某一时刻细绳断，则两球的运动特点分别是什么？（定性说明）

N
A
B
M
28.如图所示，一质量为m=1Kg的物体通过一个光滑的圆环挂在总长度为5m的绳子上，AB板间距为4m，求绳子上的拉力。思考：若把M点上移，则绳子上的拉力如何变化？

29.如图所示，一质量为m=1Kg的物体通过一个光滑的圆环挂在绳子上，若把M点上移，则绳子上的拉力如何变化？若把N点上移，则绳子上的拉力如何变化？

N
M

如图所示，粗糙的水平面上放有一个截面为半圆的柱状物体A，A与竖直挡板间放有一光滑圆球B，整个装置处于静止状态．现将挡板水平向右缓慢平移，A始终保持静止．则在B着地前的过程中
A．挡板对B的弹力减小
B．地面对A的摩擦力增大
C．A对B的弹力减小
D．地面对A的弹力增大

A
V
1、如图所示，在不计滑轮摩擦和绳子质量的条件下，当小车匀速向右运动时，物体A的受力情况是（A）A．绳的拉力大于物体A的重力
B．绳的拉力等于物体A的重力
C．绳的拉力小于物体A的重力
D．绳的拉力先大于物体A的重力，后变为小于重力
思考：超重和失重的含义，运动的合成与分解

C
A
B
2.如图所示，两个截面半径为r、质量均为m的半圆柱体A、B仿照粗糙水平面上，A、B截面圆心间的距离为L。在A、B上放一个截面半径为r、质量为2m的光辉圆柱体C，A、B、C始终处于静止状态，则（ C ）
A.B对地面的压力大小为3mg
B.地面对A的作用力沿AC方向
C.L越小，A、C间的弹力越小
D.L越小，地面对A、B的摩擦力越大
F
O
N
M
B
A
3.如图所示，物体A用轻质细绳与圆环B连接，圆环套在固定竖直杆MN上，用一水平力F作用在绳上的O点，整个装置处于静止状态。现将O点缓慢向左移动，使细绳与竖直方向的夹角增大。下列说法正确的是（A）
A．水平力F逐渐增大
B．O点能到达与圆环B等高处
C．杆对圆环B的摩擦力增大
D．杆对圆环B的弹力不变
4．如图所示，物体A、B通过细绳及轻质弹簧连接在轻滑轮两侧，物体A、B的质量都为m。开始时细绳伸直，用手托着物体A使弹簧处于原长且A与地面的距离为h，物体B静止在地面上。放手后物体A下落，与地面即将接触时速度大小为v，此时物体B对地面恰好无压力，则下列说法中正确的是（　A ）
A．弹簧的劲度系数为
B．此时弹簧的弹性势能等于mgh＋mv2
C．此时物体B的速度大小也为v
D．此时物体A的加速度大小为g，方向竖直向上

17 知识改变命运、拼搏成就未来