2008高考物理专题复习系列二 力 物体的平衡.doc

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2008高考物理专题复习系列二力物体的平衡
（第3讲）
【高考要求】
高考主要考察三类问题：（一）摩擦力（二）物体平衡（三）共点的两个力的合成
正确解决本章问题，必须做到：（1）在明确重力、弹力、摩擦力的产生条件及其三要素的基础上对物体正确的受力分析（2）利用力的合成及分解的手段，以物体的平衡条件为工具，判定某力的有、无、方向及求出某力的大小（3）理解力矩的定义、会用力矩平衡方程求力等问题。
专题复习二---------力物体的平衡
【例题教学】
例1如图所示，一根光滑的轻绳子结在墙上的a、b两点，已知绳子的长度等于ao间距的2倍。现用一个光滑的挂钩将质量为千克的物体挂在绳子上某处，当挂钩静止时，求绳子中的张力为多大？
解析当重物通过挂钩挂上绳子时，由于在悬挂点物体不一定平衡，所以挂钩会带动物体一起移动，直至找到平衡点为止。由于同一根绳子中各处的张力是相等的，所以物体平衡时绳子必须左右对称，以确保水平方向合力为零，竖直方向上绳子张力的合力应平衡物体的重力。由于=几何分析可知，绳子与竖直方向成30度角，，所以。
例2一个倾角为的光滑斜面固定在竖直墙壁上，一均匀小球在一水平推力F的作用下，静止于墙壁与斜面之间，球与斜面的接触点为P，已知球重为G，球半径为R，推力大小为F，力的作用线通过球心，则【】
（A）墙对球的弹力一定小于F
（B）斜面对球的弹力大于球的重力
（C）球的重力对P点的力矩等于GR
（D）推力F对P点力矩等于FR
正确答案是ABD
例3水平面上斜辟A的斜面上放有物体B，用水平力F作用于B上，两个物体构成的系统处于静止状态，若水平力F增大一些，整个系统仍然保持静止，则【】
（A）斜面A对物体B的弹力一定增大
（B）斜面A对物体B的摩擦力一定增大
（C）水平面对斜辟A的弹力一定增大
（D）水平面对斜辟A的摩擦力一定增大
正确答案是AD
例4如图，重物Ｐ悬挂于两墙之间，更换绳OA使连接点A向上移，但保持Ｏ的位置不变，则A点向上移时，绳OA的张力【】
逐渐增大
逐渐减小
先增大后小
（D）先减小后增大

解析：本题理论上将可以用代数计算法来处理，考虑到OA的方向在不断的改变，OB中的拉力也在变化，计算式的讨论可能是比较复杂的，所以，在此我们用图解法处理。
具体作法如图所示，、的合力大小为物体的重力G，方向竖直向上。最右边的图是三角形法则的图，也可以来处理上述问题。
拓展：如图用一轻绳把一个小球悬挂在O点，用力水平F拉小球小球处于平衡状态，此时悬线与竖直方向成30度角。保持小球的位置不变，当F沿逆时针转动时，试讨论F的大小变化情况。

有固定转轴物体的平衡条件的应用
和共点力平衡条件一样，有固定转动物体的平衡条件也是一个方程，利用它可以计算未知力或进行力学设计，其一般的解题步骤为：
确定研究对象(有固定转轴的物体)
分析出转动轴
进行受力分析（转动轴上的力不分析，因为其不产生转动效果）
确定各个力的力臂（几何分析）
列出平衡方程
解方程得结果,必要时对结论进行讨论.
例题如图所示,一均匀木板长,重,可绕轴转动,AO长,斜端用一最多可承受的拉力的细绳系住,使木板呈水平状态且细绳与水平木板的夹角，现有一重为的人在板上行走,为了保证安全,此人在板上行走的范围是多大?
解析本题中的“安全”应指木板不发生翻转现象，即人在板上走动时，木板一直处于静止状态。当人向右走得太多时，可能绳子短裂，导致木板顺时针翻转；当人向左走得太多时，木板可能逆时针翻转，这两种情况都是不安全的。
现在让我们来计算翻转与不翻转的临界状态时人的位置，设人最多向右距离点为，由力矩平衡得方程：

代入数椐得
解得
设人最多向左距离点为，由力矩平衡得方程：
代入数据得

本章考题训练
摩擦力问题
1．如图，一个木块放在水平桌面上，在水平方向共受到三个力即、和摩擦力作用，木块处于静止状态，其中、。若撤去，则木块在水平方向受到的合力为
【】
（A）10牛，方向向左（B）6牛，方向向右
（C）2牛，方向向左（D）零
2．A、B、C三个物块质量分别为、、，作如图所示的联结，绳子不可伸长，且绳子和滑轮的质量、滑轮的摩擦均可以不计。若B跟随A一起沿水平桌面作匀速运动，则可以判定【】
（A）物块A与桌面之间有摩擦力，大小为
（B）物块A与B之间有摩擦力，大小为
（C）桌面对A，B对A，都有摩擦力，两者方向相同，合力为
（D）桌面对A，B对A，都有摩擦力，两者方向相反，合力为
3．如图所示，C是水平地面，A、B是两个长方形物块，F是作用在物块B上沿水平方向的力，物体A和B以相同的速度作匀速直线运动，由此可知，A、B间的滑动摩擦系数和B、C间的滑动摩擦系数有可能是【】
（A）=0，=0
（B）=0，0
（C）0，=0
（D）0，0
4．下列关