
平衡狀態(tài):物體靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)所處的狀態(tài)。
勻速行駛的汽車,處于平衡狀態(tài)么?
靜止在桌面上的物塊,處于平衡狀態(tài)么?
放在光滑斜面上的小球初速度為0時(shí),處于平衡狀態(tài)么?
注意:保持靜止和瞬時(shí)速度為0不同?。?br/>物體保持平衡狀態(tài)需要滿足什么條件?
(1)物體受兩個(gè)共點(diǎn)力作用時(shí)的平衡條件。
二力平衡的條件是:兩個(gè)力的大小相等、方向相反,并在同一直線上。
(2)當(dāng)物體受到 三個(gè)共點(diǎn)力 作用時(shí),它的平衡條件又是什么呢?
在共點(diǎn)力作用下,物體的平衡條件: 在共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件是合力等于零。
【例題1】用繩子將鳥籠掛在一根橫梁上,如圖所示。若鳥籠重19.6N,求繩子OA和OB對(duì)結(jié)點(diǎn)O的拉力。
以O(shè)點(diǎn)為研究對(duì)象,根據(jù)共點(diǎn)力的平衡條件,對(duì)O點(diǎn)受力分析。
所以,繩子OA對(duì)結(jié)點(diǎn)O的拉力大小是17.0N,方向沿繩由O指向A;OB對(duì)結(jié)點(diǎn)O的拉力大小是9.8N,方向沿繩由O指向B。
以O(shè)點(diǎn)為研究對(duì)象,建立直角坐標(biāo)系,將O點(diǎn)受到的力正交分解,根據(jù)O點(diǎn)平衡,可得:
若兩繩能承受的最大拉力相同,持續(xù)增大懸掛物的重力,哪段繩子最先被拉斷?
【變式1】用繩子將鳥籠掛在一根橫梁上,如圖所示。若兩繩能承受的最大拉力相同,持續(xù)增大懸掛物的重力,哪段繩子最先被拉斷?
隨著G的增大,受拉力較大的OA段繩子先被拉斷。
【例題2】沿光滑的墻壁用網(wǎng)兜把一個(gè)足球掛在A點(diǎn),足球的質(zhì)量為m, 網(wǎng)兜的質(zhì)量不計(jì),足球與墻壁的接觸點(diǎn)為B, 懸繩與墻壁的夾角為α,求懸繩對(duì)球的拉力和墻壁對(duì)球的支持力。
網(wǎng)兜上面的繩子是長(zhǎng)點(diǎn)好還是短點(diǎn)好?
解析法:對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析,先畫出受力示意圖,再根據(jù)物體的平衡條件列式求解,得到因變量與自變量的一般函數(shù)表達(dá)式,最后根據(jù)自變量的變化確定因變量的變化。
還有什么辦法可以分析這個(gè)問(wèn)題?
圖解法:對(duì)研究對(duì)象在動(dòng)態(tài)變化過(guò)程中的若干狀態(tài)進(jìn)行受力分析,在同一圖中作出物體在若干狀態(tài)下所受的力的三角形或平行四邊形,由各邊的長(zhǎng)度變化及角度變化來(lái)確定力的大小及方向的變化。適用于圖解法題型特點(diǎn):適用于三力平衡中:一個(gè)力恒定不變(大小、方向不變);一個(gè)力大小不變,一個(gè)力可變。
【跟蹤訓(xùn)練1】將一個(gè)質(zhì)量為4 kg的鉛球放在傾角為45°的斜面上,并用豎直擋板擋住,鉛球處于靜止?fàn)顟B(tài)(如圖)。逐漸逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)擋板到水平位置的過(guò)程中,對(duì)斜面的壓力和對(duì)擋板的壓力怎么變化?
對(duì)擋板的壓力先減小后增大,最后等于重力,對(duì)斜面的壓力一直減小,最后為0。
【例題三】半徑為 R 的球形物體固定在水平地面上,球心正上方有一光滑的小滑輪,滑輪到球面 B 的距離為 h ,輕繩的一端系一小球,靠放在半球上的 A 點(diǎn),另一端繞過(guò)定滑輪后用力拉住,使小球靜止,如圖所示,現(xiàn)緩慢地拉繩,在使小球由 A 到 B 的過(guò)程中,半球?qū)π∏虻闹С至?N 和繩對(duì)小球的拉力 T 的大小變化的情況是 ( )A、N變大,T變小????????B、N變小,T變大?C、N變小,T先變小后變大????D、N不變,T變小
相似三角形法:先正確分析物體的受力,畫出受力分析圖,將三個(gè)力首尾相連構(gòu)成三角形,再尋找與力的三角形相似的幾何三角形,利用相似三角形的性質(zhì),建立比例關(guān)系,把力的大小變化問(wèn)題轉(zhuǎn)化為幾何三角形邊長(zhǎng)的大小變化問(wèn)題進(jìn)行討論。適用于相似三角形法題型特點(diǎn):適用于三力平衡中:一個(gè)力恒定不變(大小、方向不變);其他兩個(gè)力的方向均發(fā)生變化。
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