最近,相信很多同学都在忙着考试的事情,每天挑灯夜战,也别忘了保证休息哦!
在考前这个关键时刻,老师为大家精讲M2中关于物体的平衡性,能否在斜坡翻倒的问题。
以CAIE剑桥考试局大纲为例,M2涉及五大类问题:
1 Motion of a projectile
2 Equilibrium of a rigid body
3 Uniform motion in a circle
4 Hooke's law
5 Linear motion under a variable force
其中第二部分涉及最多的知识点,今天我们就来看看其中的一个知识难点:Toppling on slope。
先看一下大纲对这个知识点的要求:
Solve problems involving the equilibrium of a single rigid body under the action of coplanar forces, including those involving toppling or sliding (problems set will not involve complicated trigonometry).
先来看一道例题:
例题
A点是支点(pivot)。
如果这个形状会倒,将会绕着A点翻倒。
而翻倒的临界状态是重心(G)和支点(A)处于同一条竖直线上。
若重心G处于A点所在竖直线左边,会翻倒。
因此只需要判断AGM组成三角形中tanθ。
上图中的例子中,临界状态下θ=33.7°。
如果角AGM>33.7°,稳定
如果角AGM<33.7°,翻倒
我们来实战一题:
真题一
我们来看第四问,这题中分值最大的一问。
前面已经找到重心(G)的位置。
我们在斜面上先找到支点(P)画出通过P点的vertical line来帮助理解。
如果G点处于黄色的竖直线上或在竖直线右边,形状稳定不会倒。
G恰好在竖直线上时,角度θ为30°
因此可以比较tan θ和tan 30°。
tan θ<tan 30°, 翻倒
tan θ>tan 30°, 稳定
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