全国中学生物理竞赛课件1：力三角形判断法.pps

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,准静态问题的力三角形判断法,F,1,F,2,F,矢量求和图解法则,矢量求差图解法则,F,1,F,2,F,相加矢量首尾相接，,和,从第一个加数“尾”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”,摩擦角,F,N,F,f,F,约束力,由摩擦定律,:,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,-1,的角度,.,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；,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,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；,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,原理：,F,1,F,2,F,3,力三角形力判断法,三类常见动态平衡判断：,示例,示例,示例,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，下列说法正确的是,A.,T,增大，,减小,B.,T,减小，,增大,C.,T,和,均增大,D.,T,和,均减小,B,A,C,F,T,F,N,F,类型,三力中有一个力确定,即大小方向不变,另一个力方向确定,这个力的大小及第三个力的大小、方向变化情况待定,.,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,A,45,v,A,例,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,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,.,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,F,f,F,N,G,F,T,作出一簇力三角形,45,A,F,mg,N,F,小试身手题1,球,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,本题答案,:,A,A,B,C,O,mg,T,OA,T,OB,本题答案,:,A,O,小试身手题2,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,P,b,a,O,F,F,a,F,b,本题答案,:,D,O,小试身手题3,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,O,F,mg,N,本题答案,:,B,球,如图所示，,小球在光滑的墙与装有铰链的木板之间，当使木板与墙的夹角,增大时（,90,）,下列说法正确的是,A,.,小球对木板的压力增大,B.,小球对木板的压力减小,C.,木板对小球的弹力可能小于小球的重力,D,.,小球对木板的正压力对轴的力矩变大,小试身手题4,A,O,B,mg,F,AO,F,BO,本题答案,:,A,球,如图所示，,两块互相垂直的板,AO,、,BO,和水平面的夹角均为,，板间放一光滑球，当板,AO,不动，而,BO,绕两板交线缓慢逆时针转动时，球对,BO,板的压力将,A.,变大,B.,变小,C.,先增大后减小,D.,先减小后增大,小试身手题5,m,45,mg,F,约,F,min,m,45,mg,F,约,F,max,返回,如图所示，在倾角,45,的斜面上，放置一,质量为,m,的小物块，小物块与斜面间的动摩擦因数 ，,欲使小物块能静止在斜面上，应对小物块再施一力，该,力最小时大小与方向应是,A.,，与水平成,15,斜向右上,B.,，竖直向上,C.,，沿斜面向上,D.,，水平向右,小试身手题6,本题答案,:,A,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,是多少？,m,mg,F,F,T,类型,三力中有一个力确定,即大小方向不变,另一个力大小确定,这个力的方向及第三个力的大小、方向变化情况待定,.,先作确定力,mg,的有向线段,力,mg,为一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；,球,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,.,由图可知,在小球可能的平衡位置中,细线最大偏角为,B,A,O,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,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,角，则下列调整方法中可行的是,A.,增大,B,的拉力、增大,角,B.,增大,B,的拉力、,角不变,C.,增大,B,的拉力、减小,角,D.,B,的拉力大小不变、增大,角,T,A,T,B,T,T,A,T,B,O,B,A,F,AC,F,BC,本题答案,:,C,C,G,小试身手题7,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,返回例,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,F,T,减小，杆的压力,F,N,增大,B.,绳,a,的拉力,F,T,增大，杆的压力,F,N,增大,C.,绳,a,的拉力,F,T,不变，杆的压力,F,N,减小,D.,绳,a,的拉力,F,T,增大，杆的压力,F,N,不变,类型,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,.,自结点,C,先作表示确定力,F,b,的有向线段,；,A,B,C,a,b,F,b,作表示绳、杆对,C,作用力的有向线段：方向沿绳,a,与沿杆,BC,，大小与,F,b,构成闭合三角形；,F,T,F,N,找到与力三角形相似的几何三角形及对应边：,由几何边长的变化判定对应力大小的变化,例,6,如图所示，物体,G,用两根绳子悬挂，开始时绳,OA,水平，现将两绳同时顺时针缓慢转过,90,，始终保持,角大小不变，且物体始终静止，设绳,OA,的拉力为,T,1,，绳,OB,的拉力为,T,2,，则在此旋转过程中,A.,T,1,先减小后增大,B.,T,1,先增大后减小,C.,T,2,逐渐减小,D.,T,2,最终变为零,T,2,B,T,1,A,O,G,G,T,1,T,2,不变,球A,O,R,mg,F,N,F,T,mg,F,N,F,T,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,F,N,及细绳拉力,F,T,的变化情况是,A.,F,N,变大,F,T,变小,A.,F,N,变小,F,T,变大,C.,F,N,不变,F,T,变小,D.,F,N,变大,F,T,不变,D,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,F,A,、,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.,F,A,随距离增大而一直增大,B.,F,A,随距离增大而一直减小,C.,F,B,随距离增大而一直增大,D.,F,随距离增大而一直减小,O,A,B,O,小试身手题8,质点,B,受力如图所示,Q,A,P,B,mg,F,T,F,e,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,、,F,T,对应,PB,、,F,e,对应,QB,.,本题答案,:,C,如图所示，,竖直绝缘墙壁上,Q,点固定一质点,A,，在,Q,的正上方,P,点用丝线悬挂另一质点,B,A,、,B,两质点因带电而互相排斥，由于漏电，使,A,、,B,两质点带电量逐渐减少，在电荷漏完之前，悬线对质点,B,的拉力大小变化情况是,A.,逐渐变大,B.,逐渐变小,C.,大小不变,D.,先变大后变小,C,A,G,B,G,T,2,T,1,本题答案,:,B,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；,1,对应与绳平行的一段，,T,2,对应与杆平行的一段,.,小试身手题,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,T,1,和杆受的压力,T,2,发生的变化是,A.,T,1,逐渐增大，,T,2,逐渐减小,B.,T,1,逐渐减小，,T,2,逐渐减小,C.,T,1,先逐渐减小，再逐渐增大，,T,2,逐渐增大,D.,T,1,先逐渐减小，再逐渐增大，,T,2,逐渐减小,C,A,D,l,B,mg,T,1,T,2,本题答案,:,A,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,T,2,的大小变化,A.,T,1,增大，,T,2,增大,B.,T,1,增大，,T,2,不变,C.,T,1,增大，,T,2,减小,D.,T,1,减小，,T,2,减小,小试身手题10,l,O,R,mg,F,N,F,T,本题答案,:,AD,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,小试身手题11,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,_,；而绳,OB,上张力则,_,（填,“,变大,”,、,“,变小,”,或,“,不变,”,）,B,A,O,C,F,mg,T,OC,增大,T,OC,B,A,O,C,F,T,OA,T,OB,增大,不变,小试身手题12,l,mg,N,T,由图知绳最小张力为,:,小试身手题13,如图所示，小球被细线吊着放在光滑的斜面上，小球质量为,m,，斜面倾角为,，在向左缓慢移动斜面的过程中，绳上张力最小值是,_,x,y,F,mg,T,拉力,F,与水平方向夹角,:,小试身手题14,如图所示，在绳下端挂一物体，用力,F,拉物体使悬线偏离竖直方向,角，且保持平衡，若保持,角不变，当拉力,F,与水平方向夹角,_,时，,F,有最小值,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,G,1,、,G,2,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,多大？,小试身手题15,几何三角形,OAB,为边长,2,R/,3,的正三角形,O,B,A,分析两球受力情况,作出力平衡的矢量三角形,:,G,1,N,1,F,BA,F,AB,N,2,G,2,在力三角形中运用正弦定理,两式相除即得,如图所示，质量为,m,的物体放在水平地面上，物体与地面间的动摩擦因数为，想用力,F,推动物体沿水平地面滑动，推力方向与水平面的夹角在什么范围内者是可能的？,小试身手题16,物体所受地面约束力的摩擦角,分析物体恰开始滑动时的受力情况,:,mg,F,f,F,N,F,约,F,作出物体所受三力恰构成的闭合矢量三角形,:,G,推力与水平线所成角,满足,:,均可使物体沿水平地面滑动,