2010届高三第一轮复习学案01——共点力的平衡
2010届高三第一轮复习学案01——共点力的平衡第4页



  【解析】小球A电量加倍后,球B仍受重力G、绳的拉力T、库伦力F,但三力的方向已不再具有特殊的几何关系。若用正交分解法,设角度,列方程,很难有结果。此时应改变思路,并比较两个平衡状态之间有无必然联系。于是变正交分解为力的合成,注意观察,不难发现:AOB与FBT′围成的三角形相似,则有:AO/G=OB/T。说明系统处于不同的平衡状态时,拉力T大小不变。由球A电量未加倍时这一特殊状态可以得到:T=Gcos30º。球A电量加倍平衡后,绳的拉力仍是Gcos30º。

点评:相似三角形法是解平衡问题时常遇到的一种方法,解题的关键是正确的受力分析,寻找力三角形和结构三角形相似。

  3.平衡问题中的极值分析

  【例6】跨过定滑轮的轻绳两端,分别系着物体A和物体B,物体A放在倾角为θ的斜面上(如图l-4-3(甲)所示),已知物体A的质量为m ,物体A与斜面的动摩擦因数为μ(μ

  解析:先选物体B为研究对象,它受到重力mBg和拉力T的作用,根据平衡条件有:

  T=mBg ①

  再选物体A为研究对象,它受到重力mg、斜面支持力N、轻绳拉力T和斜面的摩擦力作用,假设物体A处于将要上滑的临界状态,则物体A受的静摩擦力最大,且方向沿斜面向下,这时A的受力情况如图(乙)所示,根据平衡条件有:

  N-mgcosθ=0 ②

  T-fm- mgsinθ=0 ③

  由摩擦力公式知:fm=μN ④

  以上四式联立解得mB=m(sinθ+μcosθ)

  再假设物体A处于将要下滑的临界状态,则物体A受的静摩擦力最大,且方向沿斜面向上,根据平衡条件有:

  N-mgcosθ=0 ⑤

  T+fm- mgsinθ=0 ⑥

  由摩擦力公式知:fm=μN ⑦

  ①⑤⑥⑦四式联立解得mB=m(sinθ-μcosθ)

综上所述,物体B的质量的取值范围是:m(sinθ-μcosθ)≤mB≤m(sinθ+μcosθ)