高中物理必修一动态平衡、铰链、力的突变、摩擦力特点小结

一、摩擦力特点:

1. 摩擦力阻碍的是相对运动,而不是运动。我们平时说的运动默认是以地面为参考系,而相对运动是以与研究对象接触的物体为参考系。因此,阻碍相对运动不一定阻碍运动,可以说摩擦力的方向与运动方向没有关系,可以与运动方向相同、相反、垂直,可以成任意夹角,也可以说摩擦力可以是动力,也可以是阻力。

2. 摩擦力,不管是静摩擦还是动摩擦,都可以发生在静止的物体上,也可以发生在运动的物体上。

3. 正压力影响动摩擦力跟最大静摩擦力,但对静摩擦力没影响。

二、铰链问题


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图甲轻杆可绕B点自由转动,则平衡时轻杆对绳上O点作用力一定沿杆方向(若不沿杆方向,则轻杆一定会转动不是平衡状态)。

图乙轻杆固定在墙壁里面,则平衡时轻杆对绳上O点作用力不沿杆方向。

三、力的突变问题

我们主要讨论绳跟弹簧力的突变问题。结论为:剪断绳子或者弹簧,上面的力瞬间消失,剩下的绳子或者弹簧,绳子的力可以突变,弹簧的力不能突变,在剪断这一瞬间弹簧弹力保持不变。如下图所示:剪断绳子,弹簧弹力这一瞬间保持不变;剪断弹簧,绳子的力这一瞬间可以突变。

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四、动态平衡问题

1. 可以直接写出所求力的表达式,一般是相互平衡的几个力构成直角三角形,用三角函数表示力。一般是角度变化引起三角函数,最终确定表达式如何变化。如下图所示:

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2. 力构成一般三角形,写不出力的表达式,用线段的长短变化表示力的大小变化。此类型三个力特点:一个力大小方向全部确定,一个力方向确定,最后一个大小方向都不定。如下图所示:斜面支持力方向保持不变,挡板逆时针转动其支持力方向也是逆时针转动,当其他斜面方向时最小,此时挡板与斜面垂直,因此斜面支持力变小,挡板支持力也变小。若挡板一直变到水平方向,则挡板支持力先变小后变大。

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3. 相似三角形法。三个力中有一个力大小方向都确定,其余两个大小方向都不确定。如下图所示:有几何三角形ABO与矢量三角形(平行四边形的一半)相似,由对应边长成比例可确定力的大小变化。AO长度不变,拉力T不变,比值保持不变,绳子变短,拉力变小。杆长度不变,作用力不变。

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4. 三 角形外接圆法。力的特点:三个力中一个大小方向都确定,另外两个夹角保持不变。如下图所示:将三个力平移后构成封闭的矢量三角形,画出外接圆,重力不变,其余二力夹角不变,由弦所对的圆周角保持不变,看转动过程中线段的长短变化。注意看线段有没有跨过直径,若跨过,则变化为先怎么样后怎么样。

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