2022-2023学年高二物理竞赛课件:考虑摩擦时物体的平衡问题(共12张PPT)

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2022-2023学年高二物理竞赛课件:考虑摩擦时物体的平衡问题(共12张PPT)

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考虑摩擦时物体的平衡问题
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判断物体是否平衡问题
考虑摩擦时的平衡问题 求平衡范围问题
临界平衡问题
一、判断物体是否平衡问题
①假定物体平衡,将摩擦力FS作为未知力,指向可假设;
②由平衡方程求FS和FN。若FS为负值则与假设指向相反;
③计算Fmax=fSFN ,根据不等式|FS|≤ Fmax是否满足来判
断物体是否平衡。满足不等式则平衡,否则不平衡。
考虑摩擦时物体的平衡问题
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求平衡范围问题(包括力与几何范围)
①设物体处于某种临界平衡,摩擦力达到最大值Fmax,其方
向不能假设,要根据物体运动趋势来判断;
②补充方程Fmax=fSFN ,由平衡方程求未知量;
③根据求得的某种临界平衡条件,分析其平衡范围。
临界平衡问题
①设物体处于临界平衡,摩擦力达到最大值Fmax,其方
向不能假设,要根据物体运动趋势来判断;
②补充方程Fmax=fSFN ,由平衡方程求未知量。
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解:研究楔块,受力如图
两力必在同一直线上
[例] 构件1及2用楔块3联结,已知楔块与构件间的
摩擦因数f=0.1, 求能自锁的倾斜角a 。
5
[例] 作出下列各物
体的受力图
6
[例] 作出下列各物体的受力图
① P 最小维持平衡 ② P 最大维持平衡
状态受力图; 状态受力图
7
[例] 已知:a =30 ,G =100N,f =0.2 求:①物体静止时,
水平力Q的平衡范围。②当水平力Q = 60N时,物体能否平衡?
解:①先求使物体不致于上滑的 图(1)
补充方程Fmax=f N
解得
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可否用几何法求得
此结果?如何求?
=88N
由公式
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同理:可求使物体不致下滑的Qmin 图(2)
平衡范围应是
解得:
=34N
当水平力Q = 60N时,
物体能平衡。
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解:考虑到梯子在临界平衡状
态有下滑趋势,做受力图。
[例] 梯子长AB=l,重为P,若梯子与墙和地面的静摩
擦因数f =0.5, 求a 多大时,梯子能处于平衡?
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注意,由于a不可能大于 ,
所以梯子平衡倾角a 应满足
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再研究A块

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