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《章末优化总结》相互作用――力PPT

《章末优化总结》相互作用――力PPT

发布于:2020-05-25 18:41:46

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《章末优化总结》相互作用——力PPT

对杆、绳弹力的进一步分析

1.杆的弹力

自由转动的杆:弹力一定沿杆方向,可提供拉力,也可提供推力.

固定不动的杆:弹力不一定沿杆方向,由物体所处的状态决定.

2.绳的弹力

(1)“死结”绳:可理解为把绳子分成两段,结点不可沿绳滑动,两侧看成两根独立的绳子,弹力大小不一定相等.

(2)“活结”绳:一般是由绳跨过滑轮或绳上挂一光滑挂钩,实际上是同一根绳子.结点可沿绳滑动,两侧绳上的弹力大小相等.

如图甲所示,轻绳AD跨过固定的水平横梁BC右端的定滑轮挂住一个质量为M1的物体,∠ACB=30°;图乙中轻杆HG一端用铰链固定在竖直墙上,另一端G通过细绳EG拉住,EG与水平方向也成30°,轻杆的G点用细绳GF拉住一个质量为M2的物体,求:

(1)轻绳AC段的张力FTAC与细绳EG的张力FTEG之比;

(2)轻杆BC对C端的支持力;

(3)轻杆HG对G端的支持力.

(1)绳杆支架问题中一定先判断绳是“死结”还是“活结”,杆是“自由杆”还是“固定杆”,一般选结点为研究对象受力分析.

(2)杆的弹力与绳的弹力不同,绳的弹力始终沿绳指向绳收缩的方向,但杆的弹力方向不一定沿杆的方向,其大小和方向的判断要根据物体的运动状态来确定,可以理解为“按需提供”,即为了维持物体的状态,由受力平衡求解得到所需弹力的大小和方向. 

摩擦力的“突变”问题

摩擦力突变的常见情况

分类        说明      案例图示

静—静“突变”物体在摩擦力和其他力作用下处于平衡状态,当作用在物体上的其他力发生突变时,如果物体仍能保持静止状态,则物体受到的静摩擦力的大小或方向将会发生“突变” 在水平力F作用下物体静止于斜面,F突然增大时物体仍静止,则所受静摩擦力大小或方向将“突变”

物体受到的外力发生变化时,物体受到的摩擦力就有可能发生突变.解决这类问题的关键:正确对物体进行受力分析和运动状态分析,从而找到物体摩擦力的突变“临界点”. 

物体平衡中的临界和极值问题

1.临界问题

(1)临界状态:物体的平衡状态将要发生变化的状态.

(2)当某物理量发生变化时,会引起其他物理量的变化,从而使物体所处的平衡状态“恰好出现”或“恰好不出现”,这类问题的描述中经常出现“刚好”“恰好”等词语.

(3)处理这类问题的最有效方法是假设推理法,也就是先假设,再根据平衡条件及有关知识列平衡方程,最后求解.

(4)常见的临界状态

2.极值问题:也就是指平衡问题中,力在变化过程中的最大值和最小值问题.解决这类问题常用以下三种方法:

解析法根据物体的平衡条件列方程,在解方程时,采用数学知识求极值或者根据物理临界条件求极值

图解法根据物体的平衡条件作出物体的受力分析图,画出平行四边形或矢量三角形进行动态分析,确定最大值或最小值

极限法极限法是一种处理临界问题的有效方法,它是指通过恰当选取某个变化的物理量将问题推向极端(“极大”“极小”“极右”“极左”等),从而把比较隐蔽的临界现象暴露出来,使问题明朗化,便于分析求解

解决临界极值问题时应注意的问题

(1)求解平衡中的临界问题和极值问题时,首先要正确地进行受力分析和变化过程分析,找出平衡的临界点和极值点.

(2)临界条件必须在变化中去寻找,不能停留在一个状态来研究临界问题,而是要把某个物理量推向极端,即极大和极小,并依此做出科学的推理分析,从而给出判断或导出一般结论. 

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