对楔形物块与小物块这一系统受力分析,受到重力,支持力,拉力F,系统各物
体均平衡,则整个系统也处于平衡状态。由对力F正交分解后,由平衡条件得:
FNFsi
Mmg,则FN(M+m)g-Fsi
θ;支持
力与压力是作用力与反作用力,所以答案为D。答案:D反思:整体法是将两个或者两个以上的物体作为一个整体
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进行分析的方法,而隔离法是将某个物体单独隔离出来进行分析的方法,整体法、隔离法是分析物体平衡问题的常用方法,通常两种方法结合使用。
例题4.如图117所示,重G的光滑小球静止在固定斜面和竖直挡板之间。若挡板逆时针缓慢转到水平位置,在该过程中,斜面和挡板对小球的弹力的大小F1、F2各如何变化?
解析:由于挡板是缓慢转动的,可以认为每个时刻小球都处于静止状态,因此所受合力为零。应用三角形定则,G、F1、F2三个矢量应组成封闭三角形,其中G的大小、方向始终保持不变;F1的方向不变;F2的起点在G的终点处,而终点必须在F1所在的直线上,由作图118可知,挡板逆时针转动90°过程,F2矢量也逆时针转动90°,因此F1逐渐变小,F2先变小后变大。(当F2⊥F1,即挡板与斜面垂直时,F2最小)
反思:这类平衡问题是一个物体受到三个力(或可等效为三个力)而平衡,这三个力的特点:其中一个力的大小和方向是确定的,另一个力方向始终不改变,第三个力的大小和方向都可改变。运用图解法处理问题,显得直观、简捷,思路明了,有助于提高思维能力,简化解题过程。
例题5.(2007年江苏)如图19所示,带电量分别为4q和-q的小球A、B固定在水平放置的光滑绝缘细杆上,相距为d,若杆上套一带电小环C,带电体A、B和C均可视为点电荷。(1)求小环C的平衡位置;(2)若小环C带电量为q,将小环拉离平衡位置一小位移x(xd)后静止释放,试判断小环C能否回到平衡位置。(回答“能”或“不能”即可)(3)若小环C带电量为-q,将小环拉离平衡位置一小位移x(xd)后静止释放,试证明小环C将作简揩运动。
(提示:当
a1
时,则
1
1a
1
a)
解析:(1)设C在AB连线的延长线上距离B为l处达到平衡,带电量为Q
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库仑定律FkqQ和平衡条件得r2
4kqQdl2
kqQl2
解得l1
13
d
舍去
l2
d
所以,C的平衡位置在B右侧ld处。
(2)若小环C带电量为q,将小环拉离平衡位置一小位移x(xd)后静止释放,由于q受的电场力背离平衡位置,所以q将由静止开始背离平衡位置做加速运动,不可能
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