5.4 平衡条件的应用 学案 (3)

5.4
平衡条件的应用
学案3
【学习目标】
1.进一步学习正交分解等方法。
2.学会使用共点力平衡条件解决共点力作用下物体平衡的思路和方法。
【知识方法要点】
1．几个相互作用的物体处于平衡状态时，可以把它们作为一个整体研究，这叫整体法.
2．根据平行四边形定则或三角形定则画出力平行四边形或三角形，再定性分析各力的变化情况，直观并且简捷。
3．多个力作用的问题，根据平行四边形定则可以将其他的力合并为一个力，那么根据力的平衡你要分析的力跟你作出的合力的大小相等，方向相反，这样问题就简单了。
【典型例题】
例1　（如下甲图）三个质量为1kg的长方形的物体A、B、C放在水平面上，在物体B上施加一个大小为6N的水平力F，三个物体一起沿水平面向右匀速匀速，则在此过程中，A、B间的摩擦力为_____N,B、C间的摩擦力为_____N，C与地面间的动摩擦力为______。（）
　　解析：选A为研究对象，其所受的合外力为零；在竖直方向上重力与支持力，合力为零；在水平方向合力也为零，因而不受摩擦力（否则饿水平方向合外力不为零），所以A、B间的摩擦力为零。
选A、B为研究对象，所受C的支持力与其重力平衡。在水平方向的合力也应为零，所以C对B应有向左的静摩擦力与F平衡，所以B、C间的摩擦力为6N。
选A、B、C为研究对象，水平方向的合力为零，C受地面的摩擦力为6N，C对水平面的压力为3mg=30N，由得=0.2。
说明：如选A、B为研究对象，就是A、B作为整体研究，若把B或C分离出来研究叫隔离法，通常使用整体法比较简单。
例2　（如下左图）三段细线吊着一个重物，OB线水平，OA线与竖直墙面夹角为，OC线下拴着重物，O为结点，现保持不变（即O点不动）让OB线沿着顺时针方向转，此过程中OB线的拉力大小将
A.逐渐减小
B.逐渐增大
C.先减小后增大
D.先增大后减小
解析：结点O在三个共点力作用下平衡，根据三角形定则知，这三个力依次首尾相接构成一个闭合的三角形如（如上甲图）其中，带方向均不变；的方向变，大小变化，的大小、方向都变，随的大小、方向的变化及大小的变化，三个力让能构成闭合的三角形，（如上乙图），由图可以看出，时，最小。选项C正确。
例3　一物体在5个共点力的作用下保持平衡，已知其中一个力的大小为，方向向西，现在撤去，而其余各个力的大小和方向均保持不变，则物体受到合力大小和方向分别是
A.100N，向东
B.100N，向西
C.0
D.条件不足，不能确定
解析：此题中物体在5个共点力的作用下保持平衡，已知一个力的大小，根据力的平衡，所以合外力为零，即其他4个力的大小的合力为零，那么其他4个力的大小的合力必定为100N，与方向跟相反，所以选项A正确。
【达标训练】
1.
质量相同的甲、乙两物体叠放在水平桌面上，如图所示，用力F拉乙，使物体甲和乙一起匀速运动，此时，设甲和乙之间的摩擦力为，乙与桌面之间的摩擦力为，则=______，=______。
2.
如图所示，A、B是两块质量均为m的木块，它们之间及B与地面间的动摩擦因数均为。现对A施加一水平向右的拉力F，使A向右匀速运动，滑轮摩擦不计，则F的大小为______。
3.
两条长度相等的轻绳下端悬挂一质量为m的物体，上端分别固定在天花板上的M、N两点，M、N两点间的距离为s，如图所示，已知两根绳所受的最大拉力均为，则每根绳的长度不得短于______。
4.
如图所示，用三根细绳将质量为m的物体挂起，OA与竖直方向的夹角为，OB沿水平方向，绳AO、BO对O点的拉力分别多大？
5.
在固定的斜面上有一质量为的物体，如图所示，当用水平力推物体时，物体沿斜面匀速上升，若，求物体与斜面间的动摩擦因数。（g取）
答案
1.
0
F
2.
3.
4.
5.
【反思】
收获
疑问