内容发布更新时间 : 2024/12/27 23:29:23星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
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2 共点力平衡条件的应用 3 平衡的稳定性(选学)
[目标定位] 1.进一步理解共点力作用下物体的平衡条件.2.掌握利用平衡条件解决有关物体平衡问题的思路、方法，提高解决物理问题的能力.3.了解平衡的分类和稳度．
一、关于移动货物箱的疑问
如图42、31所示，货物箱处于平衡状态，G为货物箱重力，F为拉(推)力，N为地面对货物箱的支持力，f为摩擦力，地面与箱之间的动摩擦因数为μ.
图42、31
(1)向前拉物箱时 水平方向上：Fcos θ＝f 竖直方向上：N＋Fsin_θ＝G 又由于f＝μN，可得：F＝(2)向前推物箱时 水平方向上：Fcos θ＝f 竖直方向上：N＝Fsin θ＋G 又由于f＝μN
μG可得：F＝ cos θ－μsin θ
比较两次的计算结果可知推动货物箱时需要的力更大． 二、如何选择绳子的粗细
如图42、32所示，用绳子把排球网架的直杆拉住，OA、OB两绳的拉力大小相同，夹角为60°.
μG
cos θ＋μsin θ
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图42、32
O点受力示意图如图42、33所示(在左上方观察)，
图42、33
沿x轴方向上：
FOA·sin_30°＝FOB·sin_30°.
沿y轴方向上：
FOA·cos_30°＋FOB·cos_30°＝FOC
所以FOC＝3FOA＝3FOB
如果绳能承受的拉力跟绳的横截面积成正比，那么OC绳的直径大约是OA(OB)绳的1.32倍才合理． 三、平衡的分类
种类 主要区别 举例 稳定平衡 自动回到平衡位置 不倒翁 不稳定平衡 不能自动回到平衡位置 杂技演员 随遇平衡 在新的位置也能平衡 电动机的转子 4.稳度指的是物体的稳定程度，物体的稳度大小由重心的高低和支持面的大小两个因素决定，重心越低，支持面越大，稳度就越大.
一、共点力平衡问题的求解方法 1．矢量三角形法
一个物体受三个力作用而平衡时，则其中任意两个力的合力与第三个力大小相等、方向相反，且这三个力首尾相接构成封闭三角形．可以通过解三角形求解相应力的大小和方向． 2．正交分解法
当物体受多个共点力作用时，可用正交分解法求解，即将物体所受各个力均在两互相垂直的方向上分解，然后分别在这两方向上列平衡方程． 3．矢量图解法
当物体所受的力变化时，根据物体的受力特点进行受力分析，画出平行四边形或三角形，注意明确各个力的变化量和不变量，结合数学规律对比分析，使动态问题静态化、抽象问题形象化，问题将变得易于分析处理．
例1 在科学研究中，可以用风力仪直接测量风力的大小，其原理如图42、34所示．仪器
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中一根轻质金属丝，悬挂着一个金属球．无风时，金属丝竖直下垂；当受到沿水平方向吹来的风时，金属丝偏离竖直方向一个角度．风力越大，偏角越大，通过传感器，就可以根据偏角的大小指示出风力的大小，那么风力大小F跟金属球的质量m、偏角θ之间有什么样的关系呢？(试用三角形法和正交分解法两种方法求解)
图42、34
甲
解析 取金属球为研究对象，有风时，它受到三个力的作用：重力mg、水平方向的风力F和金属丝的拉力T，如图甲所示．这三个力是共点力，在这三个共点力的作用下金属球处于平衡状态，则这三个力的合力为零，可以根据任意两力的合力与第三个力等大、反向求解，也可以用正交分解法求解．
法一 力的三角形法
如图乙所示，风力F和拉力T的合力与重力等大反向，由矢量三角形可得：F＝mgtan θ. 法二 正交分解法
以金属球为坐标原点，取水平方向为x轴，竖直方向为y轴，建立直角坐标系，如图丙所示．由水平方向的合力F合x和竖直方向的合力F合y分别等于零，即
F合x＝Tsin θ－F＝0，F合y＝Tcos θ－mg＝0，
解得F＝mgtan θ.由所得结果可见，当金属球的质量m一定时，风力F只跟偏角θ有关．因此，根据偏角θ的大小就可以指示出风力的大小． 答案 F＝mgtan θ
例2 物体A在水平力F1＝400 N的作用下，沿倾角θ＝60°的斜面匀速下滑(如图42、35所示)．物体A受到的重力mg＝400 N，求物体A与斜面间的动摩擦因数μ.
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