北京市房山区房山中学2012-2013学年高一物理 寒假作业5 第三单元 共点力作用下物体的平衡
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【共点力作用下物体的平衡】是物理学中的基本概念,尤其在高中物理学习中占有重要地位。物体在共点力作用下处于平衡状态,意味着物体保持静止或者进行匀速直线运动,这是牛顿第一定律(惯性定律)的一个应用。在共点力作用下,物体的平衡条件是所有作用力的矢量和为零,也就是合外力等于零。具体来说,如果一个物体受到n个力的作用,这些力都可以视为作用在物体的同一个点,或者可以简化为作用在一点,那么这n个力必须满足以下条件才能使物体平衡: 1. 合力的x分量和y分量都为零,即ΣFx = 0和ΣFy = 0。 2. 如果物体受三个力平衡,其中两个力的合力必与第三个力等大反向,形成力的矩平衡。 3. 如果物体受多个力平衡,任意一个力都可以找到另外的力,使得它们的大小相等、方向相反,形成力对物体的平衡。 巩固性练习中的问题涉及到具体的应用: 1. 一个重50N的物体在光滑水平面上,当受到10N竖直向上的力时,由于没有其他力的作用,物体所受的合力为0N(选项A)。 2. 质量为m的木块静止在斜面上,斜面对木块的支持力和摩擦力的合力必须与重力分量平衡,方向应为竖直向上以抵消重力沿斜面向下的分量(选项A)。 3. 在三角形结构悬挂的问题中,通常需要利用正交分解法解题,根据力的平衡条件求出各部分的力。 4. 物体P和Q的系统中,通过滑轮连接,P受到的摩擦力F1和支持力F2可以通过力的平衡和杠杆原理来计算。 5. 重力为10N的物体在外力F作用下静止在斜面上,摩擦力会随着外力F的变化而变化,具体计算需考虑正压力和摩擦系数。 6. 在F=50N力作用下木块做匀速直线运动,摩擦力与支持力、拉力之间存在平衡关系,摩擦力可以通过动摩擦因数和正压力计算,支持力则可通过平衡条件得出,动摩擦因数可以通过摩擦力和支持力的比值得到。 拓展提高部分的问题更加复杂,涉及到力的合成与分解、动态平衡分析,例如: 1. 当撤去F1时,木块原本的平衡状态被打破,但由于其他力的平衡,木块的合力为零(选项D)。 2. 对于连接滑轮的物体A和B,A对绳子的作用力与地面对其的作用力是平衡的,因此都是Mg(选项B)。 3. 在直角支架的问题中,P环移动后,虽然整体平衡,但支持力N和绳子拉力T的变化取决于P环移动后对AO杆压力的改变,通常需要考虑力矩平衡来分析(可能的情况是N不变,T变大或N变大,T变小,具体取决于P环移动的方向和距离)。 这些题目和知识点展示了共点力平衡在实际问题中的应用,不仅要求学生掌握基本概念,还需要具备分析和解决问题的能力。
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