高中物理力的平衡 例題解析 魯科版 必修1

力的平衡-例題解析 　　1．共點(diǎn)力作用下物體的平衡是指物體處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)．條件為合外力為零． 　　平衡條件的推論： 　?。?）若物體在兩個(gè)共點(diǎn)力作用下處于平衡狀態(tài)，則兩力滿足等大反向的關(guān)系． 　?。?）若物體在三個(gè)非平行的力作用下處于平衡狀態(tài)，則三力一定為共點(diǎn)力． 　?。?）當(dāng)物體受N個(gè)共點(diǎn)力作用而平衡時(shí)，其所受N－1個(gè)力的合力，一定是剩下那個(gè)力的平衡力． 　　（4）當(dāng)物體處于平衡狀態(tài)時(shí)，沿任意方向物體所受的合力均為零． 　　2．正交分解法求解平衡體的基本方法與步驟． 　　（1）審題，確定研究對(duì)象 　　（2）對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析，畫好受力圖 　?。?）選定x、y方向（原則是更多的力在坐標(biāo)軸上），對(duì)力進(jìn)行正交分解 　　（4）分別對(duì)x、y列出平衡方程 　?。?）求解方程組分析作答 　　【例1】如圖5—11甲所示，斜面傾角為θ，質(zhì)量為m的物體沿斜面勻速下滑，物體與斜面的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，求物體受到的支持力和摩擦力． 　　 　　圖5—11 　　思路：物體沿斜面勻速下滑，可以根據(jù)正交分解求出物體受到的支持力和摩擦力．本題要注意除了根據(jù)沿坐標(biāo)軸上的合力為零來求摩擦力之外，還可根據(jù)滑動(dòng)摩擦力的表達(dá)式來求． 　　解析：由于物體沿斜面勻速下滑，所以滿足平衡條件．物體受到三個(gè)力的作用：豎直向下的重力mg、垂直于接觸面的支持力N、沿斜面向上的滑動(dòng)摩擦力f．沿斜面方向和垂直于斜面方向建立坐標(biāo)軸如圖乙，將不在坐標(biāo)軸上的重力沿坐標(biāo)軸分解．依據(jù)平衡的條件，x方向上的合力為零，即：mgsinθ－f＝0，所以，f＝mgsinθ，y方向上的合力為零N—mgcosθ＝0，所以N＝mgcosθ．由于本題中摩擦力是滑動(dòng)摩擦力，所以f＝μN(yùn)＝μmgcosθ． 　　【例2】如圖5—12所示，重為G的物體放在水平面上，推力F與水平面夾角為θ，物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，已知物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，則物體所受的摩擦力大小為多少? 　　 　　圖5—1 　　思路：由于物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，所以物體所受的摩擦力為靜摩擦力，題目中給出的滑動(dòng)摩擦因數(shù)是起著一個(gè)干擾的作用，本題仍可根據(jù)正交分解求出摩擦力． 　　解析：如圖乙建立坐標(biāo)軸，將力F分解在坐標(biāo)軸上．x軸方向上的合力為零，所以Fcosθ－f＝0，即f＝Fcosθ，在y方向上的合力也為零N—Fsinθ－G＝0，可以得出N＝Fsinθ＋G．但由于不是滑動(dòng)摩擦力，所以f≠μN(yùn)． 新題解答 　　【例1】如圖5—13所示，放置在水平地面上的直角劈M上有一個(gè)質(zhì)量為m的物體，若在其上處于靜止，M也保持靜止，則下列說法正確的是（　?。? 　　 　　圖5—13 　　A．M對(duì)地面的壓力等于（M＋m）g 　　B．M對(duì)地面的壓力大于（M＋m）g 　　C．地面對(duì)M沒有摩擦力 　　D．地面對(duì)M有向左的摩擦力 　　解析：AC由于兩物體都是靜止的，所以可把兩個(gè)物體看成一個(gè)整體，相當(dāng)于圖示形狀的一個(gè)物體，這個(gè)整體處于平衡狀態(tài)，受到兩個(gè)力的作用，重力（M＋m）g和地面的支持力，所以地面的支持力大小與重力等大反向．故A正確．由于沒有摩擦力，所以C也是正確的． 　　點(diǎn)評(píng)：多個(gè)物體在一起時(shí)，一般可以先通過整體法，再通過隔離法進(jìn)行研究． 　　【例2】如圖5—14所示，一個(gè)小球上端通過細(xì)線相連，下端放在光滑的斜面上，小球處于平衡狀態(tài)．則小球的受力個(gè)數(shù)為多少? 　　 　　圖5—14 　　解析：兩個(gè)小球受到重力、細(xì)線向上的拉力．雖然和斜面接觸，斜面對(duì)小球沒有彈力的作用．假設(shè)斜面對(duì)小球有彈力作用，小球就不會(huì)處于平衡，所以小球受到兩個(gè)力的作用． 　　點(diǎn)評(píng)：分析物體受力的情況，首先要找和其接觸的物體，然后看和其接觸的物體給這個(gè)物體的力．分析完后，應(yīng)檢驗(yàn)在這些力的作用下物體能否滿足所處的狀態(tài)．