高中物理必修一動態平衡、鉸鏈、力的突變、摩擦力特點小結

一、摩擦力特點:

1. 摩擦力阻礙的是相對運動,而不是運動。我們平時說的運動默認是以地面為參考系,而相對運動是以與研究對象接觸的物體為參考系。因此,阻礙相對運動不一定阻礙運動,可以說摩擦力的方向與運動方向沒有關係,可以與運動方向相同、相反、垂直,可以成任意夾角,也可以說摩擦力可以是動力,也可以是阻力。

2. 摩擦力,不管是靜摩擦還是動摩擦,都可以發生在靜止的物體上,也可以發生在運動的物體上。

3. 正壓力影響動摩擦力跟最大靜摩擦力,但對靜摩擦力沒影響。

二、鉸鏈問題


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圖甲輕杆可繞B點自由轉動,則平衡時輕杆對繩上O點作用力一定沿杆方向(若不沿杆方向,則輕杆一定會轉動不是平衡狀態)。

圖乙輕杆固定在牆壁裡面,則平衡時輕杆對繩上O點作用力不沿杆方向。

三、力的突變問題

我們主要討論繩跟彈簧力的突變問題。結論為:剪斷繩子或者彈簧,上面的力瞬間消失,剩下的繩子或者彈簧,繩子的力可以突變,彈簧的力不能突變,在剪斷這一瞬間彈簧彈力保持不變。如下圖所示:剪斷繩子,彈簧彈力這一瞬間保持不變;剪斷彈簧,繩子的力這一瞬間可以突變。

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四、動態平衡問題

1. 可以直接寫出所求力的表達式,一般是相互平衡的幾個力構成直角三角形,用三角函數表示力。一般是角度變化引起三角函數,最終確定表達式如何變化。如下圖所示:

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2. 力構成一般三角形,寫不出力的表達式,用線段的長短變化表示力的大小變化。此類型三個力特點:一個力大小方向全部確定,一個力方向確定,最後一個大小方向都不定。如下圖所示:斜面支持力方向保持不變,擋板逆時針轉動其支持力方向也是逆時針轉動,當其他斜面方向時最小,此時擋板與斜面垂直,因此斜面支持力變小,擋板支持力也變小。若擋板一直變到水平方向,則擋板支持力先變小後變大。

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3. 相似三角形法。三個力中有一個力大小方向都確定,其餘兩個大小方向都不確定。如下圖所示:有幾何三角形ABO與矢量三角形(平行四邊形的一半)相似,由對應邊長成比例可確定力的大小變化。AO長度不變,拉力T不變,比值保持不變,繩子變短,拉力變小。杆長度不變,作用力不變。

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4. 三 角形外接圓法。力的特點:三個力中一個大小方向都確定,另外兩個夾角保持不變。如下圖所示:將三個力平移後構成封閉的矢量三角形,畫出外接圓,重力不變,其餘二力夾角不變,由弦所對的圓周角保持不變,看轉動過程中線段的長短變化。注意看線段有沒有跨過直徑,若跨過,則變化為先怎麼樣後怎麼樣。

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