高一物理 第四章 物體的平衡 二、共點(diǎn)力平衡條件的應(yīng)用(備課資料) 人教大綱版第一冊(cè)_第1頁
高一物理 第四章 物體的平衡 二、共點(diǎn)力平衡條件的應(yīng)用(備課資料) 人教大綱版第一冊(cè)_第2頁
高一物理 第四章 物體的平衡 二、共點(diǎn)力平衡條件的應(yīng)用(備課資料) 人教大綱版第一冊(cè)_第3頁
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文檔簡介

1、備課資料1.關(guān)于解題步驟的幾點(diǎn)說明(1)確定研究對(duì)象后,要把研究對(duì)象從環(huán)境中隔出來,然后對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行分析.(2)對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析,畫受力分析圖時(shí),一定要分析研究對(duì)象受到的力,而不是施加的力.(3)應(yīng)用正交分解法時(shí)在建立坐標(biāo)系時(shí)要注意下面兩個(gè)原則:使盡可能多的力落在坐標(biāo)軸軸線上;盡量使要求的力落在坐標(biāo)軸軸線上.2.使用平衡條件解決平衡狀態(tài)問題的其他方法(1)拉密定理法如果三個(gè)共點(diǎn)力F1、F2、F3作用使物體處于平衡狀態(tài).如右圖所示,則:例1如右圖,用固定在水平地面上的撐桿B和拉桿A將一個(gè)重為1.0105 N的重物吊起,已知B與地面夾角為45,A與地面夾角為30,A、B自重可忽略不計(jì),物體

2、處于靜止?fàn)顟B(tài),求:桿B的支撐力F1和A桿的拉力F2.解析:選兩桿交點(diǎn)O為研究對(duì)象,O點(diǎn)的受力如右下圖所示:其中F3表示懸吊重物的繩子對(duì)O點(diǎn)的拉力,其大小等于重物的重量.由拉密定理得:代入已知數(shù)得F1=3.305 N,F(xiàn)2=.705 N即桿B的支撐力為3.3105 N,A桿的拉力為2.7105 N.(2)相似三角形法是利用矢量三角形與幾何三角形相似的關(guān)系,建立方程求解力的方法.應(yīng)用這種方法,往往能收到簡捷的效果.例2如圖所示,半徑為0.6 m的半球固定在水平面上,在距球心正上方1.0 m的天花板點(diǎn)O處懸一根0.8 m長的不可伸長的輕質(zhì)細(xì)線,線下端固定一個(gè)重為10 N的小球A,試分析小球受到的力,

3、并求各力的大?。僭O(shè)球的表面光滑).解析:以小球?yàn)檠芯繉?duì)象,小球受到豎直向下的重力mg,沿半徑OA方向的彈力FN,沿線方向向上的拉力F,受力如右圖所示,則由于OAO與力三角形相似,有代入數(shù)值求解,解得FN=6 N,F(xiàn)=8 N(3)圖解法例3如右圖所示 ,重為G的物體系在OA、OB兩根等長的繩上,輕繩的A端和B端掛在半圓形的支架上;若固定A端的位置,將OB繩的B端沿半圓支架從水平位置逐漸移至豎直位置C的過程中,請(qǐng)問:OB繩的拉力如何變化?OA繩的拉力如何變化?解析:選結(jié)點(diǎn)O為研究對(duì)象.對(duì)其進(jìn)行受力分析得:OB繩拉力F1,OA繩拉力F2,豎直向下拉力F3,且F3的大小等于重力,根據(jù)平衡條件,不管F

4、1、F2如何變化,它們的合力F大小總是等于G,方向豎直向上.當(dāng)B端沿半圓支架從水平位置逐漸移至豎直位置C時(shí),F(xiàn)1與水平方向的夾角逐漸增大,而F2的方向保持不變,它們的合力F大小和方向都保持不變,對(duì)不同的角作出平行四邊形,如圖所示.由數(shù)學(xué)知識(shí)即知當(dāng)角逐漸增大時(shí),F(xiàn)2逐漸減小,而F1先減小后增大,且當(dāng)OA繩與OB繩垂直的時(shí)候有最小值.圖解法的步驟:首先確定研究對(duì)象,并對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析;再根據(jù)平行四邊形定則畫出不同狀態(tài)下的力的矢量圖,為了便于比較,畫在同一個(gè)圖上;最后根據(jù)有向線段(表示力)的長度變化判斷各個(gè)力的大小變化情況.3.解決平衡問題的其他思路(1)利用整體法與隔離法整體法就是對(duì)物理問題

5、的整個(gè)系統(tǒng)或整個(gè)過程進(jìn)行分析、研究的方法.是從整體到局部的思維過程,是系統(tǒng)論中的整體原理在物理中的運(yùn)用.其優(yōu)點(diǎn)在于避開中間環(huán)節(jié)的繁瑣推算,能夠靈巧地解決問題.通常在分析外力對(duì)系統(tǒng)的作用時(shí),用整體法;在分析系統(tǒng)內(nèi)各物體(或一個(gè)物體各部分)間相互作用時(shí),用隔離法.有時(shí)解答一個(gè)問題需要多次選取研究對(duì)象,整體法和隔離法交替應(yīng)用.(2)用極限法分析臨界問題臨界狀態(tài):當(dāng)物體從某種特性變化到另一種特性時(shí),發(fā)生質(zhì)的飛躍的轉(zhuǎn)折狀態(tài),其理解可為“恰好出現(xiàn)”也可為“恰好不出現(xiàn)”.極限分析法指通過恰當(dāng)?shù)剡x取某個(gè)變化的物理量將其推向極端(“極大”或“極小”,“極右”或“極左”等),使問題明朗化.方法:一類是物理分析方法,就是通過對(duì)物理過程的分析,抓住臨界(或極值條件)進(jìn)行求解.例如:兩物體脫離的臨界條件是相互間的壓力為零,另一類是數(shù)學(xué)解法,通過對(duì)物理問題的分析,依據(jù)物理規(guī)律寫出物理量之間的函數(shù)關(guān)系(或畫出函數(shù)圖象),用數(shù)學(xué)方法求解極值,但要注意,一定要根據(jù)物理原理對(duì)解的合理性及物理意義進(jìn)行討論或說明.(3)動(dòng)態(tài)平衡問題的分析動(dòng)態(tài)平衡指通過控制某一物理量,使物體的狀態(tài)發(fā)生緩慢變化.常用分析法:解析法:對(duì)研究對(duì)象的任一狀態(tài)進(jìn)行受力分析,建立平衡方程,求出應(yīng)變參量與自變參量的一般函數(shù)式,然后根據(jù)自變

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