1、(教师用书独具)1平衡状态:物体保持静止或匀速直线运动的状态2平衡条件:F合0或,其中Fx合和Fy合分别是将力进行正交分解后,物体在x轴和y轴上受的合力3静态平衡与动态平衡(1)静态平衡是处于静止状态的平衡,合力为零(2)动态平衡是匀速直线运动状态的平衡,合力为零4平衡的分类:平衡可以分为稳定平衡、不稳定平衡、随遇平衡三类5稳度的决定因素:重心的高低和支持面的大小.用“整体法”与“隔离法”解决物体系统的平衡问题1整体法的含义:所谓整体法就是对物理问题的整体系统进行分析、研究的方法2整体法的优点:通过整体法分析物理问题,可以弄清系统的整体变化情况,从整体上揭示事物的本质和变化规律,从而避开中间环
2、节的繁琐推算,能灵活地解决问题3隔离法的含义:所谓隔离法就是将某一物理问题的整个系统中的一部分,从系统中隔离出来进行分析、研究的方法4隔离法的优点:可以弄清系统内各个物体间作用的情况,从而对系统内各个物体间的相互作用有详细的理解和掌握【例1】如图所示,两个质量均为m的小环套在一水平放置的粗糙长杆上,两根长度均为l的轻绳一端系在小环上,另一端系在质量为M的木块上,两个小环之间的距离也为l,小环保持静止试求:(1)小环对杆的压力大小;(2)小环与杆之间的动摩擦因数至少为多大?解析(1)对两小环和木块整体由平衡条件得2N(M2m)g0,解得NMgmg由牛顿第三定律得,小环对杆的压力为NNMgmg.(
3、2)对M由平衡条件得2Tcos 30Mg0小环刚好不滑动,此时小环受到的静摩擦力达到最大值,则Tsin 30N0解得动摩擦因数至少为.答案(1)Mgmg(2)一语通关(1)当所涉及的物理问题是整体与外界作用时,应用整体分析法可使问题简单明了,而不必考虑内力的作用.(2)当所涉及的物理问题是物体间的作用时,应用隔离分析法,这时系统中物体间的相互作用的内力就会变为各个独立物体的外力.1(多选)如图所示,质量分别为m1、m2的两个物体通过轻弹簧连接,在力F的作用下一起沿水平方向做匀速直线运动(m1在地面上,m2在空中),力F与水平方向成角则m1所受支持力N和摩擦力f正确的是()ANm1gm2gFsi
4、n BNm1gm2gFcos CfFcos DfFsin AC将m1、m2、弹簧看作整体,受力分析如图所示,根据平衡条件得fFcos ,NFsin (m1m2)g,N(m1m2)gFsin ,故选项A、C正确物体平衡的临界和极值问题1.物体平衡的临界问题临界状态:当物体从某种特性变化到另一种特性时,发生质的飞跃的转折状态通常叫做临界状态,出现“临界状态”时,既可理解成“恰好出现”也可理解为“恰好不出现”某种物理现象物体平衡的临界问题是指当某一物理量变化时,会引起其他几个物理量跟着变化,从而使物体所处的平衡状态恰好出现变化或恰好不出现变化2临界问题的处理方法(1)极限分析法作为一种预测和处理临界
5、问题的有效方法,是指通过恰当地选取某个变化的物理量将其推向极端(“极大”或“极小”、“极右”或“极左”等),从而把比较隐蔽的临界现象(或“各种可能性”)暴露出来,使问题明朗化,以便非常简捷地得出结论(2)数学解法是指通过对问题的分析,依据物理规律写出物理量之间的函数关系(或画出函数图像),用数学方法(例如求二次函数极值、讨论公式极值、三角函数极值)求解极值但需注意:利用数学方法求出极值后,一定要依据物理原理对解的合理性及物理意义进行讨论或说明【例2】如图所示,物体的质量为m,两根轻绳AB和AC的一端分别连接在竖直墙上,另一端系在物体上,在物体上施加一个与水平方向成60角的拉力F,若要使绳都能伸
6、直,求拉力F的大小范围(BAC)解析设AB、AC绳中张力分别为FB和FC,则竖直方向上有FBsin Fsin mg解得FBmgFAB绳张紧时,FB0,得Fmg水平方向上有Fcos FBcos FC若AC绳张紧,FC0,得Fcos FBcos ,即FFB又FBmgF,所以Fmg故拉力F的大小范围为mgFmg.答案mgFmg一语通关求解临界问题时,一定要找准临界点,从临界点入手分析物体的受力情况,看哪个力达到了极值或临界值,然后对临界状态应用平衡条件,结合整体法、隔离法等方法列式求解即可.2如图所示,滑块A置于水平地面上,滑块B在一水平力作用下紧靠滑块A(A、B接触面竖直),此时A恰好不滑动,B刚好不下滑已知A与B间的动摩擦因数为1,A与地面间的动摩擦因数为2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力A与B的质量之比为()A.B.C. D.B滑块B刚好不下滑,根据平衡条件得mBg1F;滑块A恰好不滑动,则滑块A与地面之间的摩擦力等于最大静摩擦力,把A、B看成一个整体,根据平衡条件得F2(mAmB)g,解得.选项B正确