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2.4.2 牛顿第三定律 共点力的平衡(第二课时)
【学习目标】
1、熟练掌握受力分析的步骤,会灵活应用整体法、隔离法并结合牛顿第三定律进行受
力分析。
2、理解共点力平衡的条件,会解决共点力平衡问题。
【学习重难点】
整体法与隔离法的理解应用,解决共点力平衡问题。
考点一:共点力的平衡条件及其应用
1、平衡状态:物体 或做 。
2、平衡条件:F 合= 或Fx= ,Fy= 。
【典例分析】
例1、某幼儿园要在空地上做一个滑梯(图3.5-1 甲),根据空地的大小,滑梯的水平跨
度确定为6m。设计时,滑板和儿童裤料之间的动摩擦因数取
0.4,为使儿童在滑梯游戏时能在滑板上滑下,滑梯至少要多高?
变式1、生活中常用一根水平绳拉着悬吊重物的绳索来改变或固定悬吊物的位置。如
图3.5-2,悬吊重物的细绳,其O 点被一水平绳BO 牵引,使悬绳AO 段和竖直方向成
θ 角。若悬吊物所受的重力为G,则悬绳AO 和水平绳BO 所受的拉力各等于多少?
【做题感悟】求解共点力平衡问题的常用方法
例2、将一个质量为4kg 的铅球放在倾角为45°的斜面上,并用竖直挡板挡住,铅球处
于
静止状态(图3.5-9)。不考虑铅球受到的摩擦力,铅球对挡板的压力和对斜面的压力分
别是多少?
变式2、如图所示,弹簧测力计下端挂有一质量为0.20 kg 的光滑均匀球体,球
体静止于带有固定挡板的斜面上,斜面倾角为30°,挡板与斜面夹角为60°.若弹
簧测力计位于竖直方向,读数为1.0 N,g 取10 m/s2,挡板对球体支持力的大小
为( )
A.
❑√3
3
N
B.1.0 N
C.2❑√3
3
N
D.2.0
N
【归纳总结】处理共点力平衡问题的基本思路
例3、如图3.5-5,物体在五个共点力的作用下保持平衡。如果撤去力F1,而保持其余
四个力不变,请在图上画出这四个力的合力的大小和方向。
【做题感悟】若物体受n 个作用力而处于平衡状态,
例4、用三根细线a、b、c 将重力均为G 的两个小球1 和2 连
接并悬挂,如图3-10 所示。两小球处于静止状态,细线a 与
竖直方向的夹角为30°,细线c 水平。
(1)求细线a、c 分别对小球1 和2 的拉力大小。
(2)求细线b 对小球2 的拉力大小。
变式3、如图所示,在同一竖直平面内,小球A、B 上系有不可伸长的细线a、b、c 和d,其中a
的上端悬挂于竖直固定的支架上,d 跨过左侧定滑轮、c 跨过右侧定滑轮分别与相同配重P、
Q 相连,调节左、右两侧定滑轮高度达到平衡.已知小球A、B 和配重P、
Q 质量均为50 g,细线c、d 平行且与水平面成θ=30°角(不计摩擦,g 取10
N/kg),则细线a、b 的拉力分别为( )
A.2 N、1 N
B.2 N、0.5 N
C.1 N、1 N
D.1 N、0.5
N
【做题感悟】多物体静态平衡常用方法:
【概念辨析】
1.作用力与反作用力的效果可以相互抵消.( )
2.人走在松软土地上下陷时,人对地面的压力大于地面对人的支持力. ( )
3.物体静止在水平地面上,受到的重力和支持力为一对作用力和反作用力. ( )
【巩固练习】
1、如图3.5-7,物体所受重力为40N,用细绳OC 悬于0 点,绳OC 所能承受的最大拉
力为50N。现用细绳AB 绑住绳OC 的A 点,再用缓慢增大的水平力牵引A 点,当OA 段
刚被拉断时,绳AB 的拉力为多少?
2、一个质量为500kg 的箱子,在平行于斜面的拉力F 作用
下,沿倾角为30°的斜面匀速上滑(图3.5-8)。已知箱子与斜面间的动摩擦因数为
0.3,拉力F 是多少?
3、如图3-5,光滑斜面上有一个重力为100N 的小球被轻绳拴住悬挂在天花板上,已
知轻绳与竖直方向的夹角为45°,斜面倾角为37°,整个装置处于静止状态。求轻绳
对小球拉力的大小和斜面对小球支持力的大小。( sin 37°=0.6)
4、完全相同的直角三角形滑块A、B,按如图所示放置,设A、B 接触的斜面光滑,A
与桌面间的动摩擦因数为μ,斜面倾角θ=30°,现在B 上作用一水平推力F,恰好使
A、B 一起在桌面上匀速运动,且A、B 保持相对静止。则A 与桌面间的动摩擦因数μ
为( )
A. B. C.
D.
5、如图甲所示,两段等长轻质细线将质量分别为m、3m 的小球a、b 悬挂于O 点,现在两个
小球上分别加上水平方向的外力,其中作用在a 球上的力大小为F1、作用在b 球上的力大小
为F2,则此装置平衡时,出现了如图乙所示的状态,b 球刚好位于O 点的正下方,则F1与F2的大
小之比为
( )
A.1∶1
B.3∶1
C.7∶3
D.4∶3