文档介绍：第一讲:力与物体的平衡
考点一:摩擦力的分析与计算
[例1] (2012·浙江高考)如图1-1-1所示,与水平面夹角为30°的固定斜面上有一质量m= kg的物体。细绳的一端与物体相连。另一端经摩擦不计的定滑轮与固定的弹簧秤相连。物体静止在斜面上, N。关于物体受力的判断(取g= m/s2)。下列说法正确的是( )
N,方向沿斜面向上
N,方向竖直向上
N,方向垂直斜面向上图1-1-1
[思路点拨] 解答本题时应注意以下两点:
(1)定滑轮不计摩擦,弹簧秤的示数等于绳子拉力大小。
(2)物体静止在斜面上,物体合力一定为零。
[解析] 因物体的重力沿斜面方向的分力mgsin 30°=1×× N= N,与弹簧秤的示数相等,故斜面对物体的摩擦力大小为0,则选项A正确,选项B错误;斜面对物体的支持力大小为mgcos 30°=1×× N= N,方向垂直斜面向上,则选项C、D错误。[答案] A
一、基础知识要记牢
(1)静摩擦力(大小0<F≤Fmax)。
(2)滑动摩擦力(大小F=μFN)。
与物体的相对运动或相对运动趋势的方向相反,沿接触面的切线方向。
(1)相互接触且接触面粗糙;
(2)有相对运动或相对运动趋势;
(3)接触面间有弹力。
二、方法技巧要用好
(1)“假设法”和“反推法”。
①假设法:先假设没有摩擦力(即光滑)时,看相对静止的物体间能否发生相对运动。若能,则有静摩擦力,方向与相对运动方向相反;若不能,则没有静摩擦力。
②反推法:是从被研究物体表现出的运动状态这个结果反推出它必须具有的条件,分析组成条件的相关因素中摩擦力所起的作用,就容易判断摩擦力的方向了。
(2)利用牛顿第二定律判断:先假设物体受摩擦力作用,并假设出方向,利用牛顿第二定律或平衡条件列式计算。若F静≠0,则有静摩擦力;F静>0,说明其方向与假设方向相同;F静<0,说明其方向与假设方向相反。
(3)利用牛顿第三定律(即相互作用力的关系)来判断。
此法关键是抓住“摩擦力是成对出现的”,先确定受力较少的物体受到的摩擦力方向,再确定另一物体受到的摩擦力方向。
(1)滑动摩擦力大小:与正压力成正比,公式为F=μFN,其中FN表示正压力,而正压力不一定等于重力G。
(2)静摩擦力大小:一般由受力物体所处的运动状态,根据平衡条件或牛顿第二定律来计算,其取值范围是0<F≤Fmax。
(3)计算摩擦力大小时应注意的问题:在确定摩擦力大小之前,必须先分析物体的运动状态,判断物体所受的是静摩擦力还是滑动摩擦力。若是静摩擦力,则不能用F=μFN来计算,只能根据物体所处的状态(平衡或加速),由平衡条件或牛顿第二定律求解。
三、易错易混要明了
(1)接触面间有弹力存在时,不一定有摩擦力,但有摩擦力存在时,一定有弹力存在。
(2)接触面间的动摩擦因数μ一定时,滑动摩擦力与弹力成正比,但静摩擦力的大小与弹力无关。
考点二:共点力作用下物体的平衡
[例2] (2012·新课标全国卷)如图1-1-2所示,一小球放置在木板与竖直墙面之间。设墙面对球的压力大小为FN1,球对木板的压力大小为FN2。以木板与墙连接点所形成的水平直线为轴,将木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置。不计摩擦,在此过程中( )
,FN2始终增大
,FN2始终减小
,FN2始终减小
,FN2先减小后增大
[思路点拨]
(1)木板缓慢转动过程中,球处于动态平衡状态。图1-1-2
(2)墙面对球的压力FN1方向不变,球对木板的压力FN2方向改变。
(3)可用图解法分析FN1、FN2大小的变化情况。
[解析] 对小球受力分析,如图所示,根据物体的平衡条件,可将三个力构建成矢量三角形,随着木板顺时针缓慢转到水平位置,木板对球的弹力FN2′减小,球对木板的压力大小FN2逐渐减小,墙面对球的压力大小FN1逐渐减小,故B对。
[答案] B
一、基础知识要记牢
物体处于静止或匀速直线运动的状态。
物体在缓慢移动过程中,可认为其速度、加速度均为零,物体处于平衡状态。
F合=0或
(1)三个或三个以上的共点力平衡,某一个力(或其中某几个力的合力)与其余力的合力等大反