高中物理第一册共点力平衡条件的应用习题.doc

用心爱心专心

共点力平衡条件的应用-习题
一、教学目标：
1、知识目标
（1）能用共点力的平衡条件，解决有关力的平衡问题；
（2）进一步学习受力分析，正交分解等方法。
2、能力目标：
学会使用共点力平衡条件解决共点力作用下物体平衡问题的思路和方法，培养学生灵活分析和解决问题的能力。
3、德育目标：
培养学生具体问题具体分析的学习品质。
二、教学重点：
共点力平衡条件的应用，研究对象的正确选取
三、教学难点：
受力分析、正交分解、共点力平衡条件的综合应用。
四、教学方法：
讲练法、归纳法
五、教学用具：
投影仪、投影片
六、教学步骤：
（一）知识回顾
1：用投影片出示复合题：
（1）如果一个物体能够保持或，我们就说物体处于平衡状态。
（2）当物体处于平衡状态时：
a：物体所受各个力的合力等于，这就是物体在共点力作用下的平衡条件。
b：它所受的某一个力与它所受的其余外力的合力关系是。
学生回答问题后，教师进行评价和纠正。
2、用投影片出示求解共点力作用下平衡问题的解题步骤：
（1）确定研究对象
（2）对研究对象进行受力分析，并画受力图；
（3）据物体的受力和已知条件，采用力的合成、分解、图解、正交分解法，确定解题方法；
（4）解方程，进行讨论和计算。
引入：本节课我们继续运用共点力的平衡条件求解一些实际问题。
（二）例题精讲
用投影片出示本节课的学习目标：
（1）熟练运用共点力的平衡条件，解决平衡状态下有关力的计算。
（2）灵活选区研究对象，进一步熟练受力分析的方法，掌握解题的技巧。
【例题1】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，两环间由一根质量可忽略、不可伸展的细绳相连，并在某一位置平衡（如图），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N和细绳上的拉力T的变化情况是：

A．N不变，T变大B．N不变，T变小
C．N变大，T变大D．N变大，T变小
【解析】设PQ与OA的夹角为α，对P有：
mg＋Tsinα=N
对Q有：Tsinα=mg
所以N=2mg，T=mg/sinα
答案为B。
【例题2】如图所示，两个完全相同的重为G的球，两球与水平地面间的动摩擦因数都是μ，一根轻绳两端拴接在两个球上，在绳的中点施加一个竖直向上的拉力，当绳被拉直后，两段绳间的夹角为θ。问当F至少多大时，两球将发生滑动？
【解析】首先选用整体法，由平衡条件得
F＋2N=2G①
再隔离任一球，由平衡条件得
Tsin(θ/2)=μN②
2·Tcos(θ/2)=F③
①②③联立解之

点评：选择研究对象是解决物理问题的首要环节．在很多物理问题中，研究对象的选择方案是多样的，研究对象的选取方法不同会影响求解的繁简程度．对于连结体问题，通常用隔离法，但有时也可采用整体法．如果能够运用整体法，我们应该优先采用整体法，这样涉及的研究对象少，未知量少，方程少，求解简便；不计物体间相互作用的内力，或物体系内的物体的运动状态相同，一般首先考虑整体法．对于大多数动力学问题，单纯采用整体法并不一定能解决，通常采用整体法与隔离法相结合的方法．
（三）巩固练习
1、如图所示：重为G＝10N的小球在竖直挡板作用下静止在倾角为=30o的光滑斜面上，已知挡板也是光滑的，求：

（1）挡板对小球弹力的大小；
（2）斜面对小球弹力的大小。
2、如图所示，在一细绳C点系一重物P，细绳两端A、B分别固定在墙面上，使得AC保持水平，BC与水平方向成30°角．已知细绳最大只能承受200N的拉力．那么，C点悬挂物的重力最多为________N，这时细绳的________段即将断裂．

两点说明：
一、共点力
由于在物理学中常把物体简化成为质点，不考虑物体的大小和物体的转动，因此对于作用于质点上的几个力，必然交于一点，形成共点力．
有的实际问题中，几个力的交汇点不是在质点上，而是交于物体外的一点，也称为共点力．如图1中，两根绳子吊着的电灯，三根绳子交于点O，绳子的拉力构成共点力，则O点为共点力的交汇点．

如果三个力作用于一个物体上，这三个力的方向如果不平行，则必然交于一点．如图2所示．作用于日光灯上的两根斜着的绳子的拉力与日光灯的重力必然交于一点，也构成共点力．
二、共点力平衡条件的应用
应用共点力的平衡条件解题时，可以用力的正交分解法，也可以用力的平行四边形定则．例如，图3中支架B点受到三个力F、F1和F2的作用，处于平衡．用力的正交分解法解答时（见图4），是以B点为坐标原点，选取XOY坐标系，把各个力分解为X、Y方向的分力，再根据ΣFX=0，ΣFY=0列方程解答．应当注意，如果力的方向与坐标轴的方向一致（如图4中的F1、F），那么这个力在另一