课件31张PPT。习题课 共点力平衡的应用课堂探究达标测评课堂探究 核心导学·要点探究一、多物体的平衡 【例1】如图所示,质量为M的正方体空木箱A放置在粗糙水平面上,沿空木箱对角线有一光滑细轨道,轨道与水平方向间的夹角为45°.轨道上有一质量为m的物体B沿轨道自由下滑,木箱始终静止在水平面上,求物体下滑的过程中: (1)轨道对物体的弹力大小; (2)地面对木箱的摩擦力的大小和方向.?核心点拨?(1)物体B沿轨道加速下滑,利用分解法可求出轨道对物体的弹力. (2)利用牛顿第三定律,确定木箱受力,根据平衡条件可求出摩擦力. (3)由于二者产生了相对运动,一般不用整体法.(2)以木箱为研究对象,受力如图所示. 由牛顿第三定律知FN′=FN 在水平方向上有Ff-FN′sin 45°=0,拓展提升1:(2017·荆州沙市中学高一检测)劲度系数为k1=100 N/m的弹簧A上端固定在光滑木板的顶端,木板竖直放置.弹簧A下端悬挂质量为m=2 kg的物体P,P下面通过劲度系数为k2=200 N/m的弹簧B悬挂另一质量也为m=2 kg的物体Q.P,Q轻靠在木板左侧,如图所示.整个装置静止后,将木板绕其下端沿顺时针方向缓慢旋转60°.稳定后,P,Q相对木板移动的距离各为多少?解析:木板竖直时,对P,Q整体,有k1x1=2mg, 代入数据可得x1=0.4 m, 对物体Q,有k2x2=mg 代入数据得x2=0.1 m, 旋转后将P,Q整体重力分解,由平衡条件可得 k1x1′=2mgsin 30°, 代入数据得x1′=0.2 m 同理对物体Q,有k2x2′=mgsin 30°, 代入数据得x2′=0.05 m, 所以P上升的距离xP=x1-x1′=0.4 m-0.2 m=0.2 m, Q上升的距离xQ=xP+x2-x2′=0.2 m+0.1 m-0.05 m=0.25 m. 答案:0.2 m 0.25 m方法总结 若一个系统中涉及两个或者两个以上物体的平衡问题,在选取研究对象时,要灵活运用整体法和隔离法.对于多物体问题,如果不求物体间的相互作用力,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;很多情况下,通常采用整体法和隔离法相结合的方法.二、动态平衡 【例2】如图所示,小球用细绳系住,绳的另一端固定于O点.现用水平力F缓慢推动斜面体,小球在斜面上无摩擦地滑动,细绳始终处于直线状态,当小球升到接近斜面顶端时细绳接近水平,此过程中斜面对小球的支持力FN以及绳对小球的拉力FT的变化情况是( ) A.FN保持不变,FT不断增大 B.FN不断增大,FT不断减小 C.FN保持不变,FT先增大后减小 D.FN不断增大,FT先减小后增大D ?核心点拨? (1)“缓慢”可理解为运动速度非常小,且运动过程中每一状态都处于平衡状态,通常称为动态平衡状态. (2)支持力方向与斜面总是垂直,小球距O点的距离不变,拉力方向在改变.解析:由于缓慢推动斜面体,小球处于平衡状态,小球受重力mg、斜面的支持力FN、绳的拉力FT,FN和FT的合力与mg等大反向,如图所示.随着绳的拉力FT按顺时针转动,其大小先减小后增大,而支持力FN一直增大,选项D正确.误区警示关于图解法的两点提醒 (1)适用类型:用图解法分析物体动态平衡问题时,一般物体只受三个力作用,且其中一个力大小、方向均不变,另一个力的方向不变,第三个力大小、方向均变化. (2)最值分析:当大小、方向均可改变的分力与方向不变、大小可变的分力垂直时,其中方向可变的分力存在最小值.拓展提升2:(2017·黑龙江大庆铁人中学期末) 如图所示,固定在竖直平面内的光滑圆环的最高点有一个光滑的小孔.质量为m的小球套的圆环上.一根细线的下端系着小球,上端穿过小孔用手拉住.现拉动细线,使小球沿圆环缓慢上移.在移动过程中手对线的拉力F和圆环对小球的支持力FN的变化情况是( ) A.F不变,FN增大 B.F减小,FN不变 C.F不变,FN减小 D.F增大,FN减小B 三、平衡状态的临界与极值问题 【例3】如图所示,一个底面粗糙,质量为m的斜面体静止在水平地面上,斜面体斜面是光滑的,倾角为30°.现用一端固定的轻绳系一质量为m的小球,小球静止时轻绳与斜 ... ...
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