五动态平衡分析.docx
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五动态平衡分析.docx
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五动态平衡分析
五、动态平衡分析
(1)共点力的平衡
1.共点力:
物体受到的各力的作用线或作用线的延长线能相交于一点的力.
2.平衡状态:
在共点力的作用下,物体处于静止或匀速直线运动的状态.
3.共点力作用下物体的平衡条件:
合力为零,即F尸0.
4.力的平衡:
作用在物体上几个力的合力为零,这种情形叫做力的平衡.
(1)若处于平衡状态的物体仅受两个力作用,这两个力一定大小相等、方向相反、作用在一条直线上,即二力平衡.
(2)若处于平衡状态的物体受三个力作用,则这三个力中的任意两个力的合力一定与另一个力大小相等、方向相反、作用在一条直线上.
(3)若处于平衡状态的物体受到三个或三个以上的力的作用,则宜用正交分解法处理,此时的平衡方程可写成:
&=[
工F、=0
(2)物体的动态平衡问题
物体在几个力的共同作用下处于平衡状态,如果其中的某个力
(或某几个力)的大小或方向,发生变化时,物体受到的其它力也会随之发生变化,如果在变化的过程中物体仍能保持平衡状态,我们就可以依据平衡条件,分析岀物体受到的各力的变化情况。
分析方法:
(1)矢量三角形法
1如果物体在三个力作用下处于平衡状态,其中只有一个力的大小和方向发生变化,而另外两个力中,一个大小、方向均不变化;一个只有大小变化,方向不发生变化的情况。
2如果物体在三个力作用下处于平衡状态,其中一个力的大小和方向发生变化时,物体受到的另外两个力中只有一个大小和方向保持不变,另一个力的大小和方向也会发生变化的情况下,考虑三角形的相似关系。
(三)例题与习题:
1.如图所示,小球用细绳系住放在倾角为0的光滑斜面上,当
细绳由水平方向逐渐向上偏移时,细绳上的拉力将:
A.逐渐变大
B.逐渐变小
C.先增大后减小
D.先减小后增大
2.光滑的半球形物体固定在水平地面上,球心正上方有一光
滑的小滑轮,轻绳的一端系一小球,靠放在半球上的A点,另一端
绕过定滑轮后用力拉住,使小球静止,如图所示。
现缓慢的拉绳,
在小球沿球面由A到B的过程中,半球对小球的
支持力N和绳对小球的拉力T的大小变化情况是:
A.N变大,T变小B.N变小,T变大
C.N变小,T先变大后变小D.N不变,T变小
(四)警示易错试警示:
注意“死节”和“活节”问题。
3、如图33所示,长为5m的细绳的两端分别系于竖立在地面上相距为4m的两杆的顶端A、B,绳上挂一个光滑的轻质挂钩,其下连着一个重为12N的物体,平衡时,问:
1绳中的张力T为多少?
2A点向上移动少许,重新平衡后,绳
与水平面夹角,绳中张力如何变化?
4、如图34所示,AO、B0和CO三根绳子
能承受的最大拉力相等,0为结点,0B与竖
直方向夹角为o,悬挂物质量为m。
求①0A、OB、0C三根绳子拉力的大小。
②A点向上移动少许,重新平衡后,绳中张力如何变化?
警示2:
注意“死杆”和“活杆”问题。
5、如图37所示,质量为m的物体用细绳
0C悬挂在支架上的0点,轻杆0B可绕B点转动,求细绳0A中张力T大小和轻杆0B受力N大小。
6、如图38所示,水平横梁一端A插在墙
壁内,另一端装有小滑轮B,—轻绳一端C固定于墙壁上,另一端跨过滑轮后悬挂一质量为m二10kg的重物,ZCBA=30°,则滑轮受到绳
子作用力为:
A.5ONB.5OV3NC.100ND.
1OOV3N
平行练习
1.
如图所示,电灯悬挂于两墙之间,更换绳0A,使连接点A向上移,但保持0点位置不变,则A点向上移时,绳0A的拉力(答案:
D)
A.逐渐增大B.逐渐减小Q/
C.先增大后减小D.先减小后增大
2.如图所示,质量不计的定滑轮用轻绳悬挂在B点,另一条
轻绳一端系重物C,绕过滑轮后,另一端固定在墙上A点,若改变
B点位置使滑轮位置发生移动,但使A段绳子始终保持水平,则可
以判断悬点B所受拉力F:
的大小变化情况是:
"//”,
R\
B
A.若B向左移,片将增大
P:
B.若B向右移,Ft将增大
C
C.无论B向左、向右移,Ft都保持不变
D.无论B向左、向右移,Ft都减小
3.轻绳一端系在质量为也的物体A上,另一端系在一个套在粗糙竖直杆必的圆环上。
现用水平力尺拉住绳子上一点0,使物体力从图中实线位置缓慢下降到虚线位置,但圆环仍保持在原来位置不动。
则在这一过程中,环对杆的摩擦力斥和环对杆的压力尺的变化
情况是(D)
A.片保持不变,尺逐渐增大
B.人逐渐增大,人保持不变
C.人逐渐减小,人保持不变
D.片保持不变,疋逐渐减小
4.A、B为带有等量同种电荷的金属小球,现用等长的绝缘细线把二球悬吊于绝缘墙面上的0点,稳定后B球摆起,A球压紧墙而,如图所示。
现把二球的带电量加倍,则下列关于0B绳中拉力及二绳间夹角的变化的说法中正确的是:
A.二绳间的夹角增大,0B绳中拉力增大
B.二绳间的夹角增大,0B绳中拉力减小
C.二绳间的夹角增大,0B绳中拉力不变
D.
答案:
C
二绳间的夹角不变,0B绳中拉力不变
5.如图所示,绳子的两端分别固定在天花板上的A、B两点,开始在绳的中点0挂一重物G,绳子OA、0B的拉力分别为F】、F:
o若
把重物右移到O点悬挂(OfA 中的拉力分别为 A.斤>F],F2>F? B.Fj C.片>F2 6.如图所示,将一根不可伸长的柔软轻绳的两端系在两根立于 水平地面上的竖直杆J/、等高的两点$、方上,用一个动滑轮悬挂 一个重物&后挂在绳子上,达到平衡时,两段绳子的拉力为7;,现将绳子b端慢慢向下移动一段距离,待系统再次达到平衡时,两绳 D. 由于方点下降高度未知,7;和Z的关系不能确定 7.如图所示,硬杆BC一端固定在墙上的B点,另一端装有滑轮C,重物D用绳拴住通过滑轮固定于墙上的A点。 若杆、滑轮及绳的质量和摩擦均不计,将绳的固定端从A点稍向下移,则在移动过程中'J (A)绳的拉力、滑轮对绳的作用力都增大 (B)绳的拉力减小,滑轮对绳的作用力增大;戸 (C)绳的拉力不变,滑轮对绳的作用力增大 (D)绳的拉力、滑轮对绳的作用力都不变答案C 8.重力为G的重物D处于静止状态。 如图所示,AC和BC两段绳子与竖直方向的夹角分别为a和B。 a+P<90°o现保持a角不变,改变B角,使B角缓慢增大到90°,在B角增大过程中,AC的张力",BC的张力T2的变化情况为: A.T1逐渐增大,T2也逐渐增大 C.T]逐渐增大,T2先增大后减小 9.如图所示,均匀小球放在光滑竖直墙和光滑斜木板之间,木板上端用水平细绳固定,下端可以绕0点转动,在放长细绳使板转至水平的过程中(包括水平): A. 小球对板的压力逐渐增大且恒小于球的重力 B.小球对板的压力逐渐减小且恒大于球的 重力 C.小球对墙的压力逐渐增大 D.小球对墙的压力逐渐减小答案: D 10.(全国)有一个直角支架力血,力0是水平放置,表面 粗糙.血竖直向下,表而光滑.创上套有小环只血套有小环0,两环质量均为规两环间由一根质量可以忽略.不可伸长的细绳相连,并在某一位置平衡,如图所示.现将尸环向左移一小段距离,两环再次达到平衡,那么移动后的平衡状态和原来的平衡状态相比 较,力0杆对尸的支持力尸v和细绳上的拉力尸的变化 情况是: A.尸'•不变,F变大B.尺•不变,F变小 C.尺变大,尸变大D.尺变大,尸变小 11.如图所示,小船用绳牵引.设水平阻力不变, 在小船匀速靠岸的过程中 A、绳子的拉力不断增大B、绳子的拉力保持不变 C、船受的浮力减小D、船受的浮力不变 12.一根水平粗糙的直横杆上,套有两个质量均为加的小铁环,两铁环上系着两条等长的细线,共同栓住一个质量为必的球,两铁环和球均处于静止状态,如图,现使两铁环间距稍许增大后系统仍处于静止状态,则水平横杆对铁环的支持力和摩擦力f的变化是 (A)"不变,于不变(B)艸不变,f变大 (C)变大,f变大(D)艸变大,于不变答案: B 13.如图所示,创为一遵守胡克定律的弹性轻绳,其一端固定在天花板上的。 点,另一端与静止在动摩擦因数恒定的水平地面上的滑块S相连.当绳处于竖直位置时,滑块力与地面有压力作用。 万为一紧挨绳的光滑水平小钉,它到天花板的距离 〃等于弹性绳的自然长度。 现用水平力尸作用于也使之向右 作直线运动,在运动过程中,作用力的摩擦力: A.逐渐增大B.逐渐减小 C.保持不变D.条件不足,无法判断答 案: C 14.如图所示,当人向左跨了一步后人与物体保持静 止,跨后与垮前相比较,下列说法错误的是: 答案: B A.地而对人的摩擦力减小B.地面对人的摩擦力增加 C.人对地面压力增大D.绳对人的拉力变小 15. 如图所示,两个质量都是m的小球A、B用轻杆连接后斜放在墙上处于平衡状态。 已知竖直墙面光滑,水平地面粗糙,现将A向上移动一小段距离,两球再次平衡,那么将移动后的平衡状态和原来的平衡状态比较,地面对B球的支持力N和轻杆上的压力F的变化情况是: A.N不变,F变大B.N不变,F变小 C.N变大,F变大D.N变大,F变小答案: B 16.如图所示,一个质量为m二2.Okg的物体,放在倾角为0=30°的斜面上静止不动。 若用竖直向上的力F=5.0N提物体,物体仍静止(g二lOni/s? ),则下述结论正确的是 A.物体受到的合外力减少5.ONB.物体受到的摩擦力减少 5.0N C.斜而受到的压力减少5.OND.物体对斜面的作用力减少5.0N 17.如图所示,两个物体A、B的质量均为lkg,各接触面间的动摩擦因数为0.3,同时有F=1N的两个水平力分别作用于物体A 和物体B上,则地面对物体B、物体B对物体A的摩擦力分别为 A-6N,3NBoIN,IN Co0,IN DO,2N 18. 如图,轻杆A端用光滑水平较链装在竖直墙面上,B端用水 平绳结在墙C处并吊一重物P,在水平向右力 F缓缓拉起重物P有过程中,杆AB所受压力 (D) A.变大 B.变小 C.先变小再变大 D.不变
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- 动态平衡 分析