課件：2[1]4《共點力作用下物體的平衡》

第 4課 時 共 點 力 作 用 下 物 體 的 平 衡考 點 自 清1.共 點 力 的 平 衡共 點 力 力 的 作 用 點 在 物 體 上 的 或 力 的 交 于 一 點 的 幾 個 力 叫 做 共 點 力 .能 簡 化 成 質(zhì) 點 的 物 體 受 到 的 力 可 以 視 為共 點 力平 衡 狀 態(tài) 物 體 處 于 狀 態(tài) 或 狀態(tài) ,叫 做 平 衡 狀 態(tài) .(該 狀 態(tài) 下 物 體 的 加速 度 為 零 )平 衡 條 件 物 體 受 到 的 為 零 ,即 F 合 =或 同 一 點延 長 線 靜 止 勻 速 直 線 運 動合 外 力 0 00yxFF 2.平 衡 條 件 的 推 論 (1)二 力 平 衡 如 果 物 體 在 兩 個 共 點 力 的 作 用 下 處 于 平 衡 狀 態(tài) ,這 兩 個 力 必 定 大 小 ,方 向 ,為 一 對 . (2)三 力 平 衡 如 果 物 體 在 三 個 共 點 力 的 作 用 下 處 于 平 衡 狀 態(tài) ,其 中 任 意 兩 個 力 的 一 定 與 第 三 個 力 大 小 、 方 向 . (3)多 力 平 衡 如 果 物 體 受 多 個 力 作 用 處 于 平 衡 狀 態(tài) ,其 中 任 何 一 個 力 與 其 余 力 的 大 小 ,方 向 .相 等 相 反 平 衡 力合 力 相 等相 反 合 力 相 等 相 反 名 師 點 撥在 進 行 一 些 平 衡 類 問 題 的 定 性 分 析 時 ,采 用 共 點 力 平衡 的 相 關(guān) 推 論 ,可 以 使 問 題 簡 化 . 熱 點 一 求 解 平 衡 問 題 的 基 本 思 路 平 衡 類 問 題 不 僅 僅 涉 及 力 學 內(nèi) 容 ,在 電 磁 學 中 常 涉及 帶 電 粒 子 在 電 場 、 磁 場 或 復 合 場 中 的 平 衡 ,通 電 導體 棒 在 磁 場 中 平 衡 ,但 分 析 平 衡 問 題 的 基 本 思 路 是 一樣 的 .1.分 析 平 衡 問 題 的 基 本 思 路 (1)明 確 平 衡 狀 態(tài) (加 速 度 為 零 ); (2)巧 選 研 究 對 象 (整 體 法 和 隔 離 法 ); (3)受 力 分 析 (規(guī) 范 畫 出 受 力 示 意 圖 );熱 點 聚 焦 (4)建 立 平 衡 方 程 (靈 活 運 用 力 的 合 成 法 、 正 交 分 解 法 、 矢 量 三 角 形 法 及 數(shù) 學 解 析 法 ); (5)求 解 或 討 論 (解 的 結(jié) 果 及 物 理 意 義 ).2.求 解 平 衡 問 題 的 常 用 規(guī) 律 (1)相 似 三 角 形 法 :通 過 力 三 角 形 與 幾 何 三 角 形 相 似 求 未 知 力 .對 解 斜 三 角 形 的 情 況 更 顯 優(yōu) 越 性 . (2)拉 密 原 理 :三 個 共 點 力 平 衡 時 ,每 個 力 與 另 外 兩 個 力 夾 角 的 正 弦 之 比 均 相 等 ,這 個 結(jié) 論 叫 拉 密 原 理 . 表 達 式 為 : F 1/sin =F2/sin =F3/sin (其 中 為 F2與 F3的 夾 角 , 為 F1與 F3的 夾 角 , 為 F1與 F2的 夾 角 ). (3)三 力 匯 交 原 理 :物 體 在 同 一 個 平 面 內(nèi) 三 個 力 作 用 下 處 于 平 衡 狀 態(tài) 時 ,若 這 三 個 力 不 平 行 ,則 這 三 個 力 必 共 點 ,這 就 是 三 力 匯 交 原 理 . (4)矢 量 三 角 形 法 :物 體 受 同 一 平 面 內(nèi) 三 個 互 不 平 行 的 力 作 用 平 衡 時 ,這 三 個 力 的 矢 量 箭 頭 首 尾 相 接 恰 好 構(gòu) 成 一 個 封 閉 的 三 角 形 ,即 這 三 個 力 的 合 力 必 為 零 ,由 此 求 得 未 知 力 . 熱 點 二 一 般 平 衡 問 題 的 解 答 策 略1.整 體 法 與 隔 離 法 要 解 決 物 體 平 衡 問 題 ,首 先 要 能 正 確 地 選 取 研 究 對 象 ,常 用 兩 種 方 法 :一 是 隔 離 法 ,二 是 整 體 法 .我 們 可 以 把 具 有 相 同 運 動 狀 態(tài) 且 又 具 有 相 互 作 用 的 幾 個 物 體 視 為 一 個 整 體 ,當 研 究 整 體 受 外 界 作 用 力 時 可 以 選 取 整 體 為 研 究 對 象 ,而 涉 及 內(nèi) 部 物 體 之 間 的 相 互 作 用 分 析 時 則 需 采 取 隔 離 法 . 隔 離 法 與 整 體 法 不 是 相 互 對 立 的 ,一 般 問 題 的 求 解 中 ,隨 著 研 究 對 象 的 轉(zhuǎn) 變 ,往 往 兩 種 方 法 交 叉 運 用 . 2.平 衡 法 與 正 交 分 解 法 (1)平 衡 法 這 是 研 究 平 衡 問 題 的 一 個 基 本 方 法 ,它 以 二 力 平 衡 為 基 礎(chǔ) ,重 點 研 究 三 力 平 衡 問 題 .根 據(jù) 分 矢 量 與 合 矢 量 的 等 效 性 以 及 平 衡 力 的 概 念 ,我 們 可 以 得 出 這 樣 的 結(jié) 論 :如 果 一 個 物 體 受 三 個 共 點 力 處 于 平 衡 狀 態(tài) ,則 其 中 任 意 兩 個 力 的 合 力 與 第 三 個 力 是 一 對 平 衡 力 . (2)正 交 分 解 法 所 謂 正 交 分 解 就 是 把 不 在 一 條 直 線 上 的 共 點 力 都 分 解 到 兩 個 互 相 垂 直 (正 交 )的 坐 標 軸 上 ,這 樣 就 可 以 在 兩 個 軸 上 進 行 力 的 合 成 了 ,所 以 正 交 分 解 法 的 實 質(zhì) 仍 然 是 將 矢 量 運 算 最 終 轉(zhuǎn) 化 為 代 數(shù) 運 算 .下 面是 應 用 正 交 分 解 法 的 基 本 步 驟 : 建 立 直 角 坐 標 系 .建 立 直 角 坐 標 系 時 應 首 先 滿 足 使盡 可 能 多 的 力 落 在 坐 標 軸 上 ,這 樣 可 以 使 需 要 分 解的 力 少 一 些 ;然 后 盡 量 使 x軸 正 方 向 與 物 體 運 動 方 向一 致 . 將 沒 能 落 在 坐 標 軸 上 的 力 分 解 到 坐 標 軸 上 . 分 別 求 出 兩 個 軸 上 的 合 外 力 ,方 法 與 一 條 直 線 上 共點 力 的 運 算 方 法 相 同 . 分 別 應 用 牛 頓 第 二 定 律 列 出 兩 個 軸 上 的 動 力 學 方程 ,對 平 衡 問 題 也 可 以 應 用 平 衡 條 件 列 出 關(guān) 系 式 求 解 . 特 別 提 示正 交 分 解 法 在 后 面 動 力 學 的 復 習 中 還 要 應 用 到 ,而 且 動 力 學 問 題 中 需 要 分 解 的 矢 量 不 一 定 是 力 ,也 可 能 需 要 分 解 速 度 和 加 速 度 ,這 要 視 具 體 問 題 而 定 .總 之 ,正 交 分 解 法 的 根 本 目 的 是 盡 可 能 簡 捷 地 將 矢 量 運 算 轉(zhuǎn) 化 為 代 數(shù) 運 算 . 題 型 1 動 態(tài) 分 析 問 題【 例 1】 如 圖 1所 示 ,輕 繩 的 兩 端 分 別 系 在 圓 環(huán) A和 小 球 B上 ,圓 環(huán) A套 在 粗 糙 的 水 平 直 桿 MN上 .現(xiàn) 用 水 平 力 F拉 著 繩 子 上 的 一 點 O,使 小 球 B從 圖 中 實 線 位 置 緩 慢 上 升 到 虛 線 位 置 ,但 圓 環(huán) A始 終 保 持 在 原 位 置 不 動 .則 在 這 一 過 程 中 ,環(huán) 對 桿 的 摩 擦 力 Ff和 環(huán) 對 桿 的 壓 力 F N的 變 化 情 況 是 ( ) A.Ff不 變 ,FN不 變 B.Ff增 大 ,FN不 變 C.Ff增 大 ,FN減 小 D.Ff不 變 ,FN減 小 圖 1 題 型 探 究 思 路 點 撥 解 析 以 結(jié) 點 O為 研 究 對 象 進 行 受 力 分 析 如 圖 (a).由題 可 知 ,O點 處 于 動 態(tài) 平 衡 ,則 可 作 出 三 力 的 平 衡 關(guān) 系圖 如 圖 (a).由 圖 可 知 水 平 拉 力 增 大 . 以 環(huán) 、 繩 和 小 球 構(gòu) 成 的 整 體 作 為 研 究 對 象 ,作 受 力 分析 圖 如 圖 (b).由 整 個 系 統(tǒng) 平 衡 可 知 :FN=(mA+mB)g;Ff=F.即 Ff增 大 ,FN不 變 ,故 B正 確 .答 案 B 動 態(tài) 平 衡 問 題 的 處 理 方 法 所 謂 動 態(tài) 平 衡 問 題 是 指 通 過 控 制 某 些 物 理 量 ,使 物 體的 狀 態(tài) 發(fā) 生 緩 慢 變 化 ,而 在 這 個 過 程 中 物 體 又 始 終 處于 一 系 列 的 平 衡 狀 態(tài) 中 .方 法 提 煉 (1)圖 解 分 析 法 對 研 究 對 象 在 狀 態(tài) 變 化 過 程 中 的 若 干 狀 態(tài) 進 行 受 力分 析 ,依 據(jù) 某 一 參 量 的 變 化 ,在 同 一 圖 中 作 出 物 體 在若 干 狀 態(tài) 下 力 的 平 衡 圖 (力 的 平 行 四 邊 形 ),再 由 動 態(tài)力 的 平 行 四 邊 形 各 邊 長 度 變 化 及 角 度 變 化 確 定 力 的大 小 及 方 向 的 變 化 情 況 .動 態(tài) 平 衡 中 各 力 的 變 化 情 況 是 一 種 常 見 題 型 .總 結(jié) 其特 點 有 :合 力 大 小 和 方 向 都 不 變 ;一 個 分 力 的 方 向 不變 ,分 析 另 一 個 分 力 方 向 變 化 時 兩 個 分 力 大 小 的 變 化情 況 .用 圖 解 法 具 有 簡 單 、 直 觀 的 優(yōu) 點 . (2)相 似 三 角 形 法 對 受 三 力 作 用 而 平 衡 的 物 體 ,先 正 確 分 析 物 體 的 受 力 ,畫 出 受 力 分 析 圖 ,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 題 轉(zhuǎn) 化 為 幾 何 三 角 形 邊 長 的 大 小 變 化 問題 進 行 討 論 .(3)解 析 法 根 據(jù) 物 體 的 平 衡 條 件 列 方 程 ,在 解 方 程 時 采 用 數(shù) 學 知識 討 論 某 物 理 量 隨 變 量 的 變 化 關(guān) 系 . 變 式 練 習 1 如 圖 2所 示 ,AC是 上 端 帶 定滑 輪 的 固 定 豎 直 桿 ,質(zhì) 量 不 計 的 輕 桿 BC一 端 通 過 鉸 鏈 固 定 在 C點 ,另 一 端 B懸 掛一 重 為 G的 重 物 ,且 B端 系 有 一 根 輕 繩 并繞 過 定 滑 輪 A,用 力 F拉 繩 ,開 始 時 BCA 90 .現(xiàn) 使 BCA緩 慢 變 小 ,直 到 桿 BC接 近 豎 直 桿 AC.此 過 程 中 ,桿 BC所 受 的 力 ( )A.大 小 不 變 B.逐 漸 增 大C.先 減 小 后 增 大 D.先 增 大 后 減 小 圖 2 解 析 以 B點 為 研 究 對 象 ,它 在 三 個 力作 用 下 平 衡 .由 平 衡 條 件 得 G與 FN的 合力 F合 與 F等 大 反 向 .由 幾 何 知 識 得 ABC與 矢 量 三 角 形 BGF合 相 似 .故 有因 G、 AC、 BC均 不 變 ,故 FN大 小 不 變 .答 案 A BCFACG N 題 型 2 臨 界 與 極 值 問 題【 例 2】 如 圖 3所 示 ,一 球 A夾 在 豎 直 墻 與 三 角 劈 B的 斜 面 之 間 ,三 角 劈 的 重 力 為 G,劈 的 底 部 與 水 平 地 面 間 的 動 摩 擦 因 數(shù) 為 ,劈 的 斜 面 與 豎 直 墻 面 是 光 滑 的 . 問 :欲 使 三 角 劈 靜 止 不 動 ,球 的 重 力 不 能 超 過 多 大 ?(設(shè) 劈 的 最 大 靜 摩 擦 力 等 于 滑 動 摩 擦 力 ) 解 析 由 三 角 形 劈 與 地 面 之 間 的 最 大 靜 摩 擦 力 ,可 以 求 出 三 角 形 劈 所 能 承 受 的 最 大 壓 力 ,由 此 可 求 出 球 的 最 大 重 力 . 圖 3 球 A與 三 角 形 劈 B的 受 力 情 況 如 下 圖 甲 、 乙 所 示 ,球 A 在 豎 直 方 向 的 平 衡 方 程 為 :GA=FNsin 45 三 角 形 劈 的 平 衡 方 程 為 :F fm=FN sin 45 F NB=G+FN cos 45 另 有 Ffm= FNB 由 、 、 式 可 得 :FN = )1(22 G 而 FN=FN ,代 入 式 可 得 :答 案 球 的 重 力 不 超 過 處 理 平 衡 物 理 中 的 臨 界 問 題 和 極 值 問 題 ,首 先 仍 要 正 確 受 力 分 析 ,搞 清 臨 界 條 件 并 且 要 利 用 好臨 界 條 件 ,列 出 平 衡 方 程 ,對 于 分 析 極 值 問 題 ,要 善 于選 擇 物 理 方 法 和 數(shù) 學 方 法 ,做 到 數(shù) 理 的 巧 妙 結(jié) 合 .對 于 不 能 確 定 的 臨 界 狀 態(tài) ,我 們 采 取 的 基 本 思 維 方 法是 假 設(shè) 推 理 法 ,即 先 假 設(shè) 為 某 狀 態(tài) ,然 后 再 根 據(jù) 平 衡條 件 及 有 關(guān) 知 識 列 方 程 求 解 . .1 GGA G1規(guī) 律 總 結(jié) 變 式 練 習 2 木 箱 重 為 G,與 地 面 間 的 動 摩 擦 因 數(shù) 為 ,用 斜 向 上 的 力 F拉 木 箱 ,使 之 沿 水 平 地 面 勻 速 前 進 ,如圖 4所 示 .問 角 為 何 值 時 拉 力 F最 小 ?這 個 最 小 值 為多 大 ? 圖 4解 析 對 木 箱 受 力 分 析 如 右 圖 所 示 ,物 體 做 勻 速 運 動 ,有Fsin +F N=G Fcos =Ff Ff= FN 聯(lián) 立 得 arctan21 1)sin( 1tan )sin(1sincos 2min 2 即 時當其 中 GF GGF答 案 21arctan G 題 型 3 “ 整 體 法 ” 與 “ 隔 離 法 ” 的 應 用【 例 3】 如 圖 5所 示 ,質(zhì) 量 為 m1=5 kg 的 物 體 ,置 于 一 粗 糙 的 斜 面 上 ,用 一 平 行 于 斜 面 的 大 小 為 30 N的 力 F 推 物 體 ,物 體 沿 斜 面 向 上 勻 速 運 動 ,斜 面 體 質(zhì) 量 m2=10 kg,且 始 終 靜 止 ,取 g=10 m/s2,求 : (1)斜 面 對 滑 塊 的 摩 擦 力 . (2)地 面 對 斜 面 體 的 摩 擦 力 和 支 持 力 . 圖 5 解 析 (1)用 隔 離 法 :對 滑 塊 作 受 力 分 析 ,如 下 圖 甲所 示 ,在 平 行 斜 面 的 方 向 上 F=m 1gsin 30 +Ff,Ff=F-m1gsin 30 =(30-5 10 0.5) N=5 N (2)用 整 體 法 :因 兩 個 物 體 均 處 于 平 衡 狀 態(tài) ,故 可 以 將滑 塊 與 斜 面 體 當 作 一 個 整 體 來 研 究 ,其 受 力 如 上 圖 乙所 示 ,由 圖 乙 可 知 :在 水 平 方 向 上 有 F地 =Fcos 30 =15 N;在 豎 直 方 向 上 有 FN地 =(m1+m2)g-Fsin 30=135 N答 案 (1)5 N (2)15 N 135 N3 3 素 能 提 升1.甲 、 乙 雙 方 同 學 在 水 平 地 面 上 進 行 拔 河 比 賽 ,正 僵 持 不 下 的 情 景 如 圖 6所 示 .如 果 地 面 對 甲 方 所 有 隊 員 的 總 的 摩 擦 力 為 6 000 N,同 學 甲 1和 乙 1對 繩 子 的 水 平 拉 力 均 為 500 N.繩 上 的 A、 B兩 點 分 別 位 于 甲 1 和 乙 1、 乙 1和 乙 2之 間 .不 考 慮 繩 子 的 質(zhì) 量 ,下 面 有 關(guān) 說 法 正 確 的 是 ( ) 圖 6 A.地 面 對 乙 方 隊 員 的 總 的 摩 擦 力 是 6 000 NB.A處 繩 上 的 張 力 為 0C.B處 繩 上 的 張 力 為 500 N D.B處 繩 上 的 張 力 為 5 500 N解 析 雙 方 同 學 “ 正 僵 持 不 下 ” ,暗 示 了 雙 方 同 學 正 處 于 靜 止 平 衡 狀 態(tài) .先 以 “ 甲 方 全 體 同 學 ” 為 研 究 對 象 ,“ 地 面 對 甲 方 所 有 隊 員 的 總 的 摩 擦 力 為 6 000 N” 根 據(jù) 二 力 平 衡 判 斷 A處 繩 上 的 張 力 為 6 000 N;同 理 以 “ 乙 方 全 體 同 學 ” 為 研 究 對 象 確 定 地 面 對 乙 方 所 有 隊 員 的 總 的 摩 擦 力 為 6 000 N;A處 繩 上 的 張 力 為 6 000 N, 而 乙 1對 繩 子 的 水 平 拉 力 為 500 N,則 B處 繩 上 的 張 力 為 5 500 N;正 確 答 案 是 A、 D.答 案 AD 2.如 圖 7所 示 ,是 一 直 升 機 通 過 軟 繩 打 撈 河 中 物 體 ,物 體 質(zhì) 量 為 m,由 于 河 水 的 流 動 將 物 體 沖 離 使 軟 繩 偏 離 豎 直 方 向 ,當 直 升 機 相 對 地 面 靜 止 時 ,繩 子 與 豎 直 方 向 成 角 度 , 下 列 說 法 正 確 的 是 ( ) A.繩 子 的 拉 力 為 B.繩 子 的 拉 力 可 能 小 于 mg C.物 體 受 到 河 水 的 作 用 力 等 于 繩 子 拉 力 的 水 平 分 力 D.物 體 受 到 河 水 的 作 用 力 大 于 繩 子 拉 力 的 水 平 分 力圖 7cosmg 解 析 由 題 意 知 ,河 中 物 體 處 于 靜止 狀 態(tài) ,則 F合 =0.對 物 體 受 力 分 析 ,受 重 力 mg、 繩 拉 力 FT、 河 水 的 作 用力 F,如 右 圖 所 示 并 正 交 分 解 力 ,得Fsin +FTcos =mgFcos =FTsin 由 此 分 析 知 B、 D項 正 確 .答 案 BD 3.如 圖 8所 示 ,放 在 水 平 桌 面 上 的 木 塊 A處 于 靜 止 狀 態(tài) ,所 掛 的 砝 碼 和 托 盤 的 總 質(zhì) 量 為 0.6 kg,彈 簧 秤 此 時 的 讀 數(shù) 為 2 N;若 輕 輕 取 走 盤 中 的 部 分 砝 碼 ,使 砝 碼 和 托 盤 的 總 質(zhì) 量 減 少 到 0.3 kg,那 么 此 裝 置 將 會 出 現(xiàn) 的 情 況 是 (g=10 m/s2,不 計 滑 輪 摩 擦 ) ( ) A.彈 簧 秤 的 讀 數(shù) 將 變 小 B.木 塊 A仍 處 于 靜 止 狀 態(tài) C.木 塊 A對 桌 面 的 摩 擦 力 不 變 D.木 塊 A所 受 的 合 力 將 要 變 大 圖 8 解 析 當 木 塊 靜 止 時 ,F合 =0,對 木 塊 受 力 分 析 知 ,水 平方 向 除 了 受 向 右 的 拉 力 F1=6 N,向 左 的 拉 力 F2=2 N,還 受 到 向 左 的 靜 摩 擦 力 Ff=4 N.當 木 塊 受 到 向 右 的 拉力 變 為 3 N時 ,木 塊 不 會 動 ,則 F合 =0,彈 簧 秤 讀 數(shù) 不 變 ,受 靜 摩 擦 力 變 為 1 N,故 只 有 B項 正 確 .答 案 B 4.在 固 定 于 地 面 的 斜 面 上 垂 直 安 放 了 一 個 擋 板 ,截 面 為 圓 的 柱 狀 物 體 甲 放 在 斜 面 上 ,半 徑 與 甲 相 等 的 光 滑 圓 球 乙 被 夾 在 甲 與 擋 板 之 間 , 乙 沒 有 與 斜 面 接 觸 而 處 于 靜 止 狀 態(tài) ,如 圖 9所 示 .現(xiàn) 在 從 球 心 處 對 甲 施 加 一 平 行 于 斜 面 向 下 的 力 F使 甲 沿 斜 面 方 向 緩 慢 地 移 動 ， 直 至 甲 與 擋 板 接 觸 為 止 . 設(shè) 乙 對 擋 板 的 壓 力 為 F 1,甲 對 斜 面 的 壓 力 為 F2， 在 此 過 程 中 ( ) 41 圖 9 A.F1緩 慢 增 大 ,F2緩 慢 增 大B.F1緩 慢 增 大 ,F2緩 慢 減 小C.F1緩 慢 減 小 ,F2緩 慢 增 大D.F1緩 慢 減 小 ,F2保 持 不 變解 析 對 乙 受 力 分 析 如 圖 所 示 , 從 圖 示可 以 看 出 ,隨 著 甲 沿 斜 面 方 向 緩 慢 地 移動 過 程 ,擋 板 對 乙 的 壓 力 F1 逐 漸 減 小 ,因 此 乙 對 擋 板 的 壓 力 為 F 1也 緩 慢 減 小 ,對 甲 乙 整 體 研 究 ,甲 對 斜 面 的 壓 力 F2始 終 等 于 兩 者 重力 沿 垂 直 斜 面 方 向 的 分 力 ,因 此 大 小 不 變 ,D正 確 .答 案 D 5.細 線 AO和 BO下 端 系 一 個 物 體 P, 細 線 長 AOBO,A、 B兩 個 端 點 在 同 一 水 平 線 上 .開 始 時 兩 線 剛 好 繃 直 ,BO線 處 于 豎 直 方 向 ,如 圖 10 所 示 ,細 線 AO、 BO的 拉 力 設(shè) 為 FA和 FB， 保 持 端 點 A、 B在 同 一 水 平 線 上 ,A點 不 動 ,B點 向 右 移 動 ;使 A、 B逐 漸 遠 離 的 過 程 中 ,物 體 P靜 止 不 動 ,關(guān) 于 細 線 的 拉 力 F A和 FB的 大 小 隨 AB間 距 離 變 化 的 情 況 是 ( ) 圖 10 A.FA隨 距 離 增 大 而 一 直 增 大 B.FA隨 距 離 增 大 而 一 直 減 小 C.FB隨 距 離 增 大 而 一 直 增 大 D.FB隨 距 離 增 大 而 一 直 減 小解 析 A點 不 動 ,即 FA的 方 向 不 變 ,B向 右 移 ,FB的 大 小方 向 都 發(fā) 生 變 化 ,以 O點 為 研 究 對 象 ,由 平 衡 知 識 ,通過 作 平 行 四 邊 形 可 知 FA一 直 增 大 ,FB先 減 小 后 增 大 ,所 以 A正 確 .答 案 A 6.如 圖 11所 示 ,木 棒 AB可 繞 B點 在 豎 直 平 面 內(nèi) 轉(zhuǎn) 動 ,A端 被 繞 過 定 滑 輪 吊 有 重 物 的 水 平 繩 和 繩 AC拉 住 ,使 棒 與 地 面 垂 直 ,棒 和 繩 的 質(zhì) 量 及 繩 與 滑 輪 的 摩 擦 均 可 忽 略 ,如 果 把 C端 拉 至 離 B端 的 水 平 距 離 遠 一 些 的 C 點 ,AB仍 沿 豎 直 方 向 ,裝 置 仍 然 平 衡 ,那 么 AC繩 受 的 張 力 F1和 棒 受 的 壓 力 F 2的 變 化 是 ( ) A.F1和 F2均 增 大 B.F1增 大 ,F2減 小 C.F1減 小 ,F2增 大 D.F1和 F2均 減 小 圖 11 解 析 對 桿 A端 受 力 分 析 如 右 圖 所 示 ,F1與 F3的 合 力 等 于 F2,當 C端 遠 離 時 , 變 大 ,由 F2=G cot ,知 變 大 ,sin 變 大 ,cot 變 小 ,所 以 F1、 F2均 變小 .答 案 D ,sin1 GF 7.如 圖 12所 示 ,由 兩 根 短 桿 組 成 的 一 個 自 鎖 定 起 重 吊 鉤 ,將 它 放 入 被 吊 的 空 罐 內(nèi) ,使 其 張 開 一 定 的 夾 角 壓 緊 在 罐 壁 上 ,當 鋼 繩 勻 速 向 上 提 起 時 ,兩 桿 對 罐 壁 越 壓 越 緊 ,若 摩 擦 力 足 夠 大 ,就 能 將 重 物 提 升 起 來 ,罐 越 重 , 短 桿 提 供 的 壓 力 越 大 ,稱 為 “ 自 鎖 定 裝 置 ” .若 罐 質(zhì) 量 為 m,短 桿 與 豎 直 方 向 夾 角 為 =60 ,求 吊 起該 重 物 時 ,短 桿 對 罐 壁 的 壓 力 (短 桿 質(zhì) 量 不 計 ).圖 12 解 析 對 O點 受 力 分 析 如 右 圖 所 示 ,兩根 短 桿 的 彈 力 F(沿 桿 )的 合 力 與 繩 子 的拉 力 FT(FT=mg)等 大 反 向 ,故 2Fcos =mg 對 短 桿 對 罐 壁 的 作 用 力 F進 行 效 果 分 解 如 右 圖 所 示 短 桿 對 罐 壁 的 壓 力 F 1=Fsin 由 兩 式 得 :答 案 mgF 23T mg23 返 回