受力分析与平衡问题 高考热点专题

减小字体 增大字体 作者:本站收集整理  来源:本站收集整理  发布时间:2010-11-07 10:35:43

     则:
       
  问题:若BO绳的方向不变,则细线AO与BO绳的方向成几度角时,细线AO的拉力最小?
  结论:共点的三力平衡时,若有一个力的大小和方向都不变,另一个力的方向不变,则第三个力一定存在着最小值。

  举一反三
  【变式】质量为的物体置于动摩擦因数为的水平面上,现对它施加一个拉力,使它做匀速直线运动,问拉力与水平方向成多大夹角时这个力最小?

  解析:取物体为研究对象,物体受到重力 ,地面的支持力N,摩擦力及拉力T四个力作用,如图所示:
                  
  由于物体在水平面上滑动,则,将和N合成,得到合力F,由图知F与的夹角:
  
  不管拉力T方向如何变化,F与水平方向的夹角不变,即F为一个方向不发生改变的变力。这显然属于三力平衡中的动态平衡问题,由前面讨论知,当T与F互相垂直时,T有最小值,即当拉力与水平方向的夹角时,使物体做匀速运动的拉力T最小。

(2)摩擦力在平衡问题中的表现
  这类问题是指平衡的物体受到了包括摩擦力在内的力的作用。在共点力平衡中,当物体虽然静止但有运动趋势时,属于静摩擦力;当物体滑动时,属于动摩擦力。由于摩擦力的方向要随运动或运动趋势的方向的改变而改变,静摩擦力大小还可在一定范围内变动,因此包括摩擦力在内的平衡问题常常需要多讨论几种情况,要复杂一些。因此做这类题目时要注意两点:
  ①由于静摩擦力的大小和方向都要随运动趋势的改变而改变,因此维持物体静止状态所需的外力允许有一定范围;又由于存在着最大静摩擦力,所以使物体起动所需要的力应大于某一最小的力。总之,包含摩擦力在内的平衡问题,物体维持静止或起动需要的动力的大小是允许在一定范围内的,只有当维持匀速运动时,外力才需确定的数值。
  ②由于滑动摩擦力F=,要特别注意题目中正压力的大小的分析和计算,防止出现错误。

   2、重力为G的物体A受到与竖直方向成角的外力F后,静止在竖直墙面上,如图所示,试求墙对物体A的静摩擦力。
                      

  分析与解答

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