5.4 平衡条件的应用 课件 (3)

课件25张PPT。5.4《平衡条件的应用》课件【典例1】物体在共点力作用下，下列说法中正确的是
A.物体的速度在某一时刻等于零时，物体一定处于平衡状态
B.物体相对于另一物体保持静止时，物体一定处于平衡状态
C.物体所受合力为零时，物体一定处于平衡状态
D.物体做匀加速运动时，物体一定处于平衡状态【思路点拨】解答此题应把握以下两点：【标准解答】选C.物体在某时刻的速度为零，所受合力不一定为零，故不一定处于平衡状态，A错误；物体相对于另一物体静止，则说明该物体与另一物体具有相同的速度和加速度，也不一定处于平衡状态，B错误；物体做匀加速运动时，加速度不为零，一定不是平衡状态，D错误；只有C满足平衡条件，C正确.【变式训练】下列物体中处于平衡状态的是（ ）
A.静止在粗糙平面上的物体
B.沿光滑斜面自由下滑的物体
C.在不光滑的水平面上匀加速运动的木块
D.“神舟”七号的返回舱打开降落伞后减速下降
【解析】选A.A项中物体静止是平衡状态，B、C、D项中物体具有加速度不是平衡状态，故选A.【典例2】如图5-3-6所示，物体质量为m,靠在粗糙的竖直墙上，物体与墙之间的动摩擦因数为μ,若要使物体沿墙向上匀速运动，试求外力F的大小.【思路点拨】解答本题时可按以下思路分析：【自主解答】物体向上运动，受力分析如图所示，建立如图所示的坐标系.
由共点力平衡条件得：
Fcosα-N=0 ①
Fsinα-f-mg=0 ②
又f=μN ③
由①②③得F= .【互动探究】若例题中物体向下匀速运动，试求F的大小.
【解析】若物体向下匀速运动，摩擦力方向应向上，其余受力不变.由平衡条件可得：
Fcosα-N=0 ④
Fsinα+f-mg=0 ⑤
又f=μN ⑥
由④⑤⑥得F= .
答案：【典例3】如图5-3-8所示，质量为m1
的物体甲通过三段轻绳悬挂，三段轻
绳的结点为O.轻绳OB水平且B端与放
置在水平面上的质量为m2的物体乙相
连，轻绳OA与竖直方向的夹角θ=37°，
物体甲、乙均处于静止状态.（已知：sin37°=0.6,cos37°=0.8,tan37°=0.75.g取10 m/s2.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）求：（1）轻绳OA、OB受到的拉力是多大？
（2）物体乙受到的摩擦力是多大？方向如何？
（3）若物体乙的质量m2=4 kg,物体乙与水平面之间的动摩擦因数为μ=0.3，则欲使物体乙在水平面上不滑动，物体甲的质量m1最大不能超过多少？【思路点拨】解答本题时应把握以下三点：【标准解答】（1）解法一：分解法.以O点为研究对象并
进行受力分析，建立如图所示的坐标系，
则TOAcosθ=m1g
TOAsinθ=TOB
解得：TOA= m1g
TOB=m1gtanθ= m1g解法二：合成法.合成TOB与m1g,
合力F=TOA.
则TOA= m1g
TOB=m1gtanθ= m1g.（2）物体乙静止，乙所受摩擦力f=TOB= m1g
方向水平向左
（3）物体乙所受最大摩擦力
fmax=μm2g=0.3×40 N=12 N
当TOB′=fmax=12 N时
由TOB′=m1′gtanθ得，
m1′= kg=1.6 kg.【互动探究】若物体甲的质量为m″1=2 kg，物体乙与水平面之间的动摩擦因数为μ=0.3，则欲使物体乙在水平面上不滑动，物体乙的质量至少是多少？
【解析】OB绳的拉力T″OB=m″1gtanθ=2×10× N=
15 N.物体乙所受最大静摩擦力f′max=T″OB=15 N，由f′max=μm″2g得
m″2= kg=5 kg.
答案：5 kg