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四、摩擦力
1.产生条件
⑴接触面是粗糙。
⑵两物体接触面上有压力。
⑶两物体间有相对滑动(产生滑动摩擦力)或相对滑动
趋势(产生静摩擦力)。
力的矢量运算及力的平衡
2.方向及大小
⑴静摩擦:方向与相对运动趋势方向相反,大小小于
最大静摩擦力。
⑵动摩擦:方向与相对运动方向相反,大小等于μN。
max
f
N
质量为0.8kg的物块静止在倾角为30°的斜面上,若用
平行于斜面沿水平方向大小等于3N的力推物块,物块
仍保持静止,如图所示,则物块所受的摩擦力大小等
于( )
A.5N
B.4N
C.3N
D.
N
【例1】
3 3
如图所示,表面粗糙的固定斜面顶端安有滑轮,两物块P、Q
用轻绳连接并跨过滑轮(不计滑轮的质量和摩擦),P悬于空中,
Q放在斜面上,均处于静止状态,当用水平向左的恒力推Q时,
P、Q仍静止不动,则( )
A.Q受到的摩擦力一定变小
B.Q受到的摩擦力一定变大
C.轻绳上拉力一定变小
D.轻绳上拉力一定不变
【变式1】
【变式2】
把一重为G的物体,用一个水平的压力F=kt (k为恒量,t
为时间)压在竖直的足够高的墙壁上,如图所示,从t=0
开始物体所受的摩擦力Ff 随t 的变化关系是图中的哪一
个(
)
1
一、力的合成
1.合力、分力、力的合成
一个力作用在物体上产生的效果常常跟几个力同时作用
在物体上产生的效果相同,
这一个力就叫做那几个力的合力,而那几个力就叫做这
一个力的分力。
求几个已知力的合力叫做力的合成。
2.力的平行四边形定则
求两个互成角度的力的合力,可以用表示这两个力的
线段为邻边作平行四边形,它的对角线就表示合力的
大小和方向。
说明:
①矢量的合成与分解都遵从平行四边形定则(可简化成三角
形定则)
②力的合成和分解实际上是一种等效替代.
③由三角形定则还可以得到一个有用的推论:如果n个力首
尾相接组成一个封闭多边形,则这n个力的合力为零。
3.根据力的平行四边形定则可得出以下几个结论:
①共点的两个力(F1、F2)的合力(F)的大小,与它们的夹
角(θ)有关;θ越大,合力越小;θ越小,合力越大。
F1与F2同向时合力最大;F1与+F2反向时合力最小,
合力的取值范围是:
|F1-F2|≤F≤F1+F2
②合力可能比分力大,也可能比分力小,也可能等于某一
分力。
③共点的三个力,如果任意两个力的合力最小值小于或等
于第三个力,那么这三个共点力的合力可能等于零。
2
【例2】三角形ABC三边中点分别为D、E、F在三角形中
任取一点O,如果OE、OF、DO三个矢量代表三
个力,那么这三个力的合力为( )
A.OA
B.OB
C.OC
D.DO
【变式1】如图所示,F1、F2、F3恰好构成封闭的直角三角
形,这三个力的合力最大的是(
)
【变式2】从正六边形ABCDEF的一个顶点A向其余五个顶点
作用着五个力F1、F2、F3、F4、F5,如图,已知F1
=f,且各个力的大小跟对应的边长成正比,这五
个力的合力大小为______,方向__________。
【例3】用三根轻绳将质量为m的物块悬挂在空中。如图所
示。已知绳ac和bc与竖直方向的夹角分别为30°和
60°,则ac绳和bc绳中的拉力分别为(
)
A.
B.
C.
D.
3
1
,
2
2
mg
mg
1
3
,
2
2
mg
mg
3
1
,
4
2
mg
mg
1
3
,
2
4
mg
mg
3
【变式1】如图所示,置于水平地面的三脚架上固定着一质
量为m的照相机,三脚架的三根轻质支架等长,
与竖直方向均成300角,则每根支架中承受的压力
大小为(
)
A.
B.
C.
D.
1
3 mg
2
3 mg
3
6 mg
2 3
9
mg
【变式2】轻绳总长L,用轻滑轮悬挂重G的物体。绳能承受
的最大拉力是2G,将一端固定,将另一端缓慢向
右移动d而使绳不断,则d的最大可能值为(
)
A.
B.
C.
D.
2
L
2
2
L
2
3
L
15
4
L
如图所示,一个半球形的碗放在桌面上,碗口水
平,O点为其球心,碗的内表面及碗口是光滑的。
一根细线跨在碗口上,线的两端分别系有质量为
m1和m2的小球。当它们处于平衡状态时,质量
为m1的小球与O点的连线与水平线的夹角为α=
60°。两小球的质量比m2∶m1为( )
A.
B.
C.
D.
【变式3】
3 : 3
2 : 3
3 : 2
2 : 2
二、力的分解
1.力的分解:由一个已知合力力求分力的过程叫力的分解。
2.力的分解中分力与合力仍遵循平行四边形定则,是力的合
成的逆运算。
3.分解一个力时,对分力没有限制,可有无数组分力。
4.分解力的步骤
⑴根据力作用效果确定分力作用的方向,作出力的作
用线。
⑵根据平行四边形定则,作出完整的平行四边形。
⑶根据数学知识计算分力
4
5.一个力分解为二个分力的几种情况
说明:①若没有限制,一个力F可以分解为无数对分力。
②一个力有确定的两个分力的条件是:
a.已知合力及两分力方向,求分力大小,有唯
一定解;
b.已知合力及一个分力的大小方向,求另一分
力大小方向,有唯一定解;
【例4】A的重量为G。在F的作用下,沿斜面向上滑动,
若动摩擦因数为μ,求:滑动摩擦力的大小。
【例5】某压榨机的结构示意图如图所示,其中B点为固定
铰链。若在A铰链处作用一垂直于壁的力F,则由
于F的作用,使滑块C压紧物体D。设滑块C与物体
D光滑接触,杆的重力不计,压榨机的尺寸如图所
示,求物体D所受的压力大小是F的多少倍。(滑块
C重力不计)
5
【变式1】把一个力分解为两个力F1和F2,已知合力为
F=40N,F1与合力的夹角为300,如图所示,若
F2取某一数值,可使有两个大小不同的数值,则
F2大小的取值范围是什么?
【变式2】如图所示,AC和BC两轻绳共同悬挂一质量为m的
物体,若保持AC绳的方向不变,AC与竖直方向
上的夹角为60°,改变BC绳的方向,试求:
⑴物体能达到平衡时,θ角的取值范围。
⑵θ在0~90°的范围内,求BC绳上拉力的最大值
和最小值。
三、动态平衡
三角形图示法
如图所示,一球静止在斜面和竖直板之间,不计摩
擦。当板以A端为轴在竖直面内沿逆时针方向缓慢
旋转到水平位置过程中,板对球的作用力N1及斜面
对球的支持力N2将如何变化?
【例6】
三角形相似法
如图所示,AC是上端带定滑轮的固定竖直杆,质
量不计的轻杆BC一端通过铰链固定在C点,另一端
B悬挂一重为G的重物,且B端系有一根轻绳并绕过
定滑轮A。用力F拉绳,开始时∠BCA >90°,现
使∠BCA缓慢变小,直到杆BC接近竖直杆。此过
程中,杆BC所受的力( )
【例7】
A.大小不变
B.逐渐增大
C.逐渐减小
D.先增大后减小
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