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1、第5節(jié) 共點(diǎn)力的平衡
1.共點(diǎn)力
作用在物體的同一點(diǎn),或作用線的延長線交于一點(diǎn)的幾個(gè)力。
2.平衡狀態(tài)
(1)靜止:物體的速度和加速度都等于零的狀態(tài)。
(2)勻速直線運(yùn)動(dòng):物體的速度不為零,加速度為零的狀態(tài)。
3.共點(diǎn)力平衡條件的推論過程
(1)二力平衡:如果物體在兩個(gè)共點(diǎn)力的作用下處于平衡狀態(tài),這兩個(gè)力必定大小相等,方向相反。
(2)三力平衡:如果物體在三個(gè)共點(diǎn)力的作用下處于平衡狀態(tài),其中任意兩個(gè)力的合力一定與第三個(gè)力大小相等、方向相反。
(3)多力平衡:如果物體受多個(gè)共點(diǎn)力作用處于平衡狀態(tài),其中任何一個(gè)力與其余力的合力大小相等,方向相反。
4.共點(diǎn)力平衡的條件
2、
(1)物體所受合外力為零,即F合=0。
(2)若采用正交分解法,平衡條件為Fx=0,F(xiàn)y=0。
典型考點(diǎn)一 共點(diǎn)力
1.關(guān)于共點(diǎn)力,下列說法中錯(cuò)誤的是( )
A.作用在一個(gè)物體上的兩個(gè)力,如果大小相等,方向相反,這兩個(gè)力一定是共點(diǎn)力
B.作用在一個(gè)物體上的兩個(gè)力,如果是一對(duì)平衡力,則這兩個(gè)力是共點(diǎn)力
C.作用在一個(gè)物體上的幾個(gè)力,如果它們的作用點(diǎn)不在同一點(diǎn)上,則這幾個(gè)力可能是共點(diǎn)力
D.作用在一個(gè)物體上的幾個(gè)力,如果它們的作用線可以匯交于一點(diǎn),則這幾個(gè)力是共點(diǎn)力
答案 A
解析 大小相等、方向相反的兩個(gè)力作用在一個(gè)物體的兩個(gè)點(diǎn)上,如果這兩個(gè)力的作用線不相交,則它們不是
3、共點(diǎn)力,如果這兩個(gè)力的作用線相交于一點(diǎn),則它們就是共點(diǎn)力,A錯(cuò)誤;一對(duì)平衡力是作用在物體上同一點(diǎn)或者力的作用線交于一點(diǎn)的兩個(gè)力,所以一對(duì)平衡力一定是共點(diǎn)力,B正確;作用在一個(gè)物體上的幾個(gè)力,雖然它們的作用點(diǎn)不在同一點(diǎn)上,但它們作用線可能交于一點(diǎn),它們可能是共點(diǎn)力,C正確;作用在一個(gè)物體上的幾個(gè)力,如果它們的作用線可以匯交于一點(diǎn),則這幾個(gè)力一定是共點(diǎn)力,D正確。
典型考點(diǎn)二 平衡狀態(tài)的理解
2.物體在共點(diǎn)力作用下,下列說法中正確的是( )
A.物體的速度在某一時(shí)刻等于零,物體就一定處于平衡狀態(tài)
B.物體相對(duì)另一物體保持靜止時(shí),物體一定處于平衡狀態(tài)
C.物體所受合力為零,就一定處于平衡
4、狀態(tài)
D.物體做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí),物體處于平衡狀態(tài)
答案 C
解析 處于平衡狀態(tài)的物體,從運(yùn)動(dòng)形式上來看是處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài);從受力上來看,物體所受合力為零。物體某一時(shí)刻的速度為零,所受合外力不一定為零,故不一定處于平衡狀態(tài),A錯(cuò)誤;物體相對(duì)于另一物體靜止時(shí),說明兩物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)相同,但是該物體不一定處于平衡狀態(tài),如當(dāng)另一物體做變速運(yùn)動(dòng)時(shí),該物體也做變速運(yùn)動(dòng),此時(shí)物體處于非平衡狀態(tài),B錯(cuò)誤;物體所受合力為零,加速度為零,則物體一定處于平衡狀態(tài),C正確;物體做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí),物體所受合力不為零,故不是平衡狀態(tài),D錯(cuò)誤。
典型考點(diǎn)三 根據(jù)平衡條件分析物體受力
3.如圖所示,物體A在豎直向
5、上的拉力F的作用下能靜止在斜面體上,關(guān)于物體A受力的個(gè)數(shù),下列說法中正確的是( )
A.A一定受兩個(gè)力作用
B.A受兩個(gè)力或者四個(gè)力作用
C.A可能受三個(gè)力作用
D.A一定受四個(gè)力作用
答案 B
解析 若拉力F大小等于物體A的重力,物體A與斜面體之間沒有相互作用力,物體A只受到兩個(gè)力作用;若拉力F小于物體A的重力,斜面體對(duì)物體A有支持力和靜摩擦力,物體A受到四個(gè)力作用。B正確,A、C、D錯(cuò)誤。
4.如圖所示,物體A靠在豎直墻面上,在力F的作用下,A、B保持靜止。物體A的受力個(gè)數(shù)為( )
A.2 B.3
C.4 D.5
答案 B
解析 對(duì)A、B整體進(jìn)行受力分
6、析,由平衡條件可知水平方向不受力,故墻壁對(duì)物體A沒有力的作用,豎直方向有F=GA+GB。隔離物體A并進(jìn)行受力分析,受重力、B對(duì)A的彈力和摩擦力,共3個(gè)力,B正確。
典型考點(diǎn)四 根據(jù)平衡條件求解力的大小
5.如圖所示,光滑半球形容器固定在水平面上,O為球心。一質(zhì)量為m的小滑塊在水平力F的作用下靜止于P點(diǎn)。設(shè)滑塊所受的支持力為FN,OP與水平方向的夾角為θ,則下列關(guān)系正確的是( )
A.F= B.F=mgtanθ
C.FN= D.FN=mgtanθ
答案 A
解析 滑塊的受力情況如圖所示,由平衡條件可得FNsinθ=mg,F(xiàn)Ncosθ=F,聯(lián)立解得FN=,F(xiàn)=,故
7、只有A正確。
典型考點(diǎn)五 根據(jù)平衡條件判斷力的變化
6.如圖所示,在一水平長木板上放一木塊P,緩慢抬起木板的右端,木塊P和木板始終相對(duì)靜止,則( )
A.木塊受到木板的支持力減小、摩擦力減小
B.木塊受到木板的支持力增大、摩擦力增大
C.木塊受到木板的作用力大小不變、方向不變
D.木塊受到木板的作用力大小變化、方向變化
答案 C
解析 對(duì)木塊受力分析可知,木塊受到重力、支持力和沿斜面向上的摩擦力的作用。木塊開始滑動(dòng)前,木塊受力平衡,所以摩擦力和重力沿斜面向下的分力相等,即f=mgsinθ,緩慢抬起木板右端的過程中,木板與水平面之間的夾角一直增大,故木塊所受的摩擦力一直在增
8、大;木塊受到的支持力FN=mgcosθ,夾角增大的過程中,支持力一直在減小,A、B錯(cuò)誤。由于木塊一直處于平衡狀態(tài),故木塊受到木板的作用力大小始終等于木塊重力大小,方向始終為豎直向上,C正確,D錯(cuò)誤。
7.(多選)如圖所示為內(nèi)壁光滑的半球形凹槽M,O為球心,∠AOB=60°,OA水平,小物塊在與水平方向成45°角的斜向上的推力F作用下靜止于B處。在將推力F沿逆時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)到水平方向的過程中裝置始終靜止,則( )
A.M槽對(duì)小物塊的支持力逐漸減小
B.M槽對(duì)小物塊的支持力逐漸增大
C.推力F先減小后增大
D.推力F逐漸增大
答案 BC
解析 以小物塊為研究對(duì)象,分析受力情況,如圖所示,物塊受到重力G、支持力FN和推力F三個(gè)力作用,根據(jù)平衡條件可知,F(xiàn)N與F的合力與G大小相等,方向相反。將推力F沿逆時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)到水平方向的過程中(F由位置1→3),根據(jù)作圖可知,M槽對(duì)小物塊的支持力FN逐漸增大,推力F先減小后增大,當(dāng)F與FN垂直時(shí),F(xiàn)最小。A、D錯(cuò)誤,B、C正確。
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