二、典型例题

二、典型例题

【例题1】(2019·上海)如图所示,甲虫沿树枝由A缓慢上爬到B的过程中,树枝对甲虫的作用力( )。

A.一直增大 B.一直减小

C.保持不变 D.先减小后增

(例题1图)

【解析】甲虫沿树枝由A爬到B的过程中是缓慢的,所以处于动态平衡,选项C正确。

【例题2】如图1所示,光滑球的质量为m,放在竖直挡板和倾角为α的固定斜面间。若缓慢转动挡板到水平,在此过程中挡板与球间的弹力大小变化是_________,斜面与球间的弹力大小变化是_________。

【解析】挡板缓慢转动,即表明小球始终处于平衡状态。对小球进行受力分析,挡板竖直时小球的受力情况如图2所示,重力G、挡板对球的弹力FN1、斜面对球的弹力FN2,三力共点平衡,三力可围成封闭的三角形。

(例题2图1)

当挡板缓慢转动时,G的大小、方向均不变;FN2方向始终垂直于斜面,保持不变;FN1的方向始终垂直于挡板,随挡板的转动而改变。三个力始终围成封闭的三角形,如图3所示。可以看出,挡板对球的弹力FN1先减小后增大,斜面对球的弹力FN2逐渐减小。

(例题2图2)

(例题2图3)

说明:本题考查共点力平衡。要求在具体情景中对物体进行受力分析,利用共点力平衡的条件分析变化过程中力的变化。因此学习水平为理解(B)。

【例题3】如图1所示,水平细杆上套一质量为0.56kg的小环A,用轻绳将质量为0.5kg的小球B与A相连。B受到始终与水平成53°角的风力作用,与A一起向右匀速运动,此时轻绳与水平方向夹角为37°,运动过程中B球始终在水平细杆的下方,则(取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:

(1)B受到的风力大小;

(2)A与杆间的动摩擦因数。

(例题3图1)

(例题3图2)

(例题3图3)

【解析】B球受到三个力的作用,处于平衡状态,根据三力平衡的条件即可求出风力和细绳拉力的大小。

A球受到重力、细绳拉力、杆的弹力、杆的摩擦力四个力作用,通过正交分解,列出水平方向和竖直方向的受力平衡表达式,联立即可求出滑动摩擦力。

(1)B球的受力如图2所示。

F=mBgcos37°=0.5×10×0.8N=4.0N。

(2)A球的受力如图3所示。

F'=mBgsin37°=0.5×10×0.6N=3.0N。

水平方向:F'cos37°=Ff=μFN

竖直方向:FN=mAg+F'sin37°,

联立上述两个方程,可以求出:μ=0.4。

说明:本题考查共点力的平衡。要求在具体的情景中选择合适的研究对象,进行受力分析,用共点力平衡的条件解决实际的问题。因此学习水平为掌握(C)。