高中物理 第4章 怎样求合力与分力 4.3共点力的平衡及其应用课件 沪科版必修1
高中物理第4章怎样求合力与分力3共点力的平衡及其应用沪科沪科高中物理
第二十九 如图所示,在粗糙水平地面上放着一个截面为四分之一 圆弧的柱状物体 A,A 的左端紧靠竖直墙,A 与竖直墙之间放 一光滑圆球 B,整个装置处于静止状态,若把 A 向右移动少许 后,它们仍处于静止状态,则( )
A.球 B 对墙的压力增大 B.物体 A 与球 B 之间的作用力增大 C.地面对物体 A 的摩擦力减小 D.物体 A 对地面的压力减小
A.2mg C.mg
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B. 3mg D. 23mg
第十二页,共三十九页。
解析:选 C.对 B 点处的小球受力分析,如图所示,则有
FTsin 60°=FNsin 60° FTcos 60°+FNcos 60°=mg 解得 FT=FN=mg,则 A、B、D 错误,C 正确.
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以石块为研究对象,受力分析如图所示,取水平方向为 x 轴,
竖直方向为 y 轴建立坐标系.
x 轴上:N1cos α-N2cos α=0
①
y 轴上:N1sin α+N2sin α=mg
②
由①②得:N1=N2=2smingα,故 A 正确.
[答案] A
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第二十页,共三十九页。
处理平衡问题时应注意的事项 先确定研究对象(可以是物体,也可以是一个点),再正确地分 析物体的受力情况,根据物体的受力,结合物体的平衡条件来 选择合适的解题方法,一般情况若物体受三个力作用时,常用 合成法或分解法,受力个数多于三个一般要用正交分解法.
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第十八页,共三十九页。
法二:分解法 以石块为研究对象,受力如图所示 将重力 G 按效果分解为 G1、G2 由对称性知 G1=G2=2siGn α=2smingα 由牛顿第三定律知,N1=N2=2smingα,故 A 正确.
高中物理第4章怎样求合力与分力实验:探究合力与分力的关系课件沪科版必修10829343
C.两次拉橡皮筋时,需将橡皮筋结点拉到同一位置O,这样做的目的是保 √
证两次弹簧测力计拉力的效果相同
D.若只增大某一只弹簧测力计的拉力大小而保持橡皮筋结点位置不变,只
需调整另一只弹簧测力计拉力的大小即可
答案
(3)如图(b)所示是李明和张华两位同学在做以上实验时得到的结果,其中
五、注意事项
1.结点
(1)定位O点时要力求准确;
(2)同一次实验中橡皮筋拉长后的O点必须保持位置不变.
2.拉力
(1)用弹簧测力计测拉力应使橡皮筋、弹簧测力计和细绳套位于与纸面平行的同一平面内;
(3)两个分力F1、F2间的夹角θ不要太大或太小.
3.作图 (1)在同一次实验中,选定的比例要相同; (2)严格按力的图示要求和几何作图法作出平行四边形,求出合力.
1 2
的图示F′不完全重合,在误差允许范围内,可以说明“力的平行四边形定则”
C.若F1、F2方向不变,而大小各增加1 N,则合力的方向也不变,大小也增加1 N
图1
3.作图对比 (1)理论值:在白纸上按比例从 O点开始作出两个弹簧测力计同时拉橡皮 筋时拉力F1和F2的图示,利用刻度尺和三角板根据平行四边形定则求出 合力F. (2)测量值:按同样的比例用刻度尺从O点起作出一个 弹簧测力计拉橡皮筋时拉力F′的图示,如图2所示. (3)相比较:比较F′与用平行四边形定则求得的合力 F在实验误差允许的范围内是否重合. 图2
第4章 怎样求合力与分力
实验:探究合力与分力的关系
[目标定位] 1.探究互成角度的两个力合成的平行四边形定则.
2.练习用作图法求两个力的合力.
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高中物理 4.3 共点力的平衡及其应用(二)课件 沪科版必修
2.相似三角形法 (1)特征:物体一般也受三个力作用,这三个力中,一个 是恒力,另两个是大小、方向都变化的力. (2)处理方法:把这三个力平移到一个矢量三角形中,找 到题目情景中的结构三角形,这时往往三个力组成的力 三角形与此结构三角形相似.利用三角形的相似比判断 出这两个变力大小的变化情况.
例 2 如图所示,小球放
答案 F=mgtan θ
针对训练 如图所示,一质量为 1 kg、横截面为直 角三角形的物块 ABC,∠ABC=30°,物块 BC 边 紧靠光滑竖直墙面,用一推力垂直作用在 AB 边 上使物块处于静止状态,则推力 F 及物块受墙的 弹力为多少?(g=10 m/s2)
解析 物块受重力 G,推力 F 和墙的弹力 N 作用,如图所 示,由平衡条件知,F 和 N 的合力与重力等大反向.
解析
在光滑的墙与装有铰
根据小球
链的光滑薄板之间,当
重力的作 用效果,
墙与薄板之间的夹角 θ 缓慢地增 可以 将重
大到 90°的过程中
( BD ) 力 G 分解为使球压板的力 F1
A.小球对薄板的压力增大
和使球压墙的力 F2,作出平
B.小球对墙的压力减小
行四边形如图所示,当 θ 增
C.小球对墙的压力先减小后增大 大时,F1、F2 均变小,而且
例 1 在科学研究中,可以用风力仪直接测量风 力的大小,其原理如图所示.仪器中一根轻质金 属丝,悬挂着一个金属球.无风时,金属丝竖直 下垂;当受到沿水平方向吹来的风时,金属丝偏离竖直方向 一个角度.风力越大,偏角越大,通过传感器,就可以根据偏 角的大小指示出风力的大小,那么风力大小 F 跟金属球的质 量 m、偏角 θ 之间有什么样的关系呢?(试用矢量三角形法和 正交分解法两种方法求解)
高中物理 第4章 怎样求合力与分力 4.3 共点力的平衡及其应用课件 沪科版必修1
物体在恒力F作用下沿水平地面做匀速直线运动,物体与地面间的动摩
擦因数为μ,则物体受到的摩擦力的大小为
A.Fsin θ
B.Fcos θ
√
√C.μ(Fsin θ+mg) D.μ(mg-Fsin θ)
图6
1234
解析 23 答案
4.(利用正交分解法处理共点力的平衡问题)如图7所示,质量为m的物块与 水平面之间的动摩擦因数为μ,现用斜向下与竖直方向夹角为θ的推力作用 在物块上,使物块在水平面上匀速移动,求推力的大小.(重力加速度为g)
6
二、从二力平衡到共点力平衡
[问题设计] 二至三人合作,用三个弹簧测力计拉住小环O, 使小环保持静止,如图1所示,记下三个弹簧测 力计的拉力的方向及大小,用力的图示法在纸 上表示出各个力,请先研究其中某两个力的合 力跟第三个力的关系,然后找出三个共点力平 衡时满足的条件.
图1
7 答案
[要点提炼]
√B.F=mgtan θ
C.F=mgsin θ D.F=smingθ
图2
解析 12 答案
三、利用正交分解法求解共点力的平衡问题 例3 如图3所示,水平地面上有一重60 N的物体,在与水平方向成30° 角斜向上、大小为20 N的拉力F作用下匀速运动,求地面对物体的支持力 和摩擦力的大小.
图3 答案 50 N 10 3 N
1
[目标定位] 1.理解共点力作用下物体平衡状态的概念,能推导出共点力作用下物体 的平衡条件. 2.会用共点力平衡条件解决有关共点力的平衡问题. 3.掌握解决共点力平衡的几种常用方法.
2
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3
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物理第四章第三节《共点力的平衡及其应用》课件ppt(沪科版必修1)(共26张PPT)
共点力自的我平测衡验条件
根据概念来判断下面的物体 是否处于平衡状态:
(1)静止在水平面上的木箱
是
(2)平直马路上在牵引力作用下匀速前进的汽车 是
(3)用细线悬挂在天花板上的静止小球
是
(4)刹车后停下来了的汽车
是
(5)用细线悬挂在天花板上的静止小球,在剪断 细线的瞬间
?
(6)竖直上抛达到了最高点的小球(不计空气阻 ? 力)
二、共点力作用下物体的平衡
(1)物体处于静止或者保持匀速直线运动的状态 叫做平衡状态。
(2)物体在共点力作用下的平衡条件是所受合外 力为零。即:F合 = 0 。
(3)求解平衡问题常用的方法:
课下思考
解决共点力的平衡问题的思路?
共点力平衡的应用
例:长方形木块静止在倾角为θ的斜面上,那么
斜面对木块作用力的方向( D)
A 、沿斜面向下 B、 垂直斜面向下 C 、沿斜面向上 D 、竖直向上
解析:木块的受力如图:
F
N
合
f
θG
共点力平衡的应用
例:用与水平方向成θ角的力F拉质量为m物体,使其 沿水平面向右匀速运动。请同学们分析物体的受力, 并画出力的示意图。
实验与探究:
F2
1、将三个弹簧秤放在一个 F1
O
平面内,挂钩挂在一起;
2、先将其中两个成一定角度固定;
F3
3、用手拉第三个弹簧秤,平衡时记下三个弹簧 秤的示数F1、F2、F3以及各力的方向;
4、按各力大小和方向作出力的图示
演 示
任意两个力的合力与第三个力大 小相等,方向相反,作用在同一直 线上。
从刚才的例子,我们可以得到:
我们对(1),(2),(3),(6)受力分析:
2018-2019学年高中物理沪科版必修1课件: 第4章 4.3 共点力的平衡及其应用
堂
预
达
习 •
(2)三个力平衡条件:三个共点力平衡时,其中任意两个力的合力一定与
标 •
探
固
新 第三个力大小相等、方向相反,而且在同一条直线上.
双
知
基
(3)物体在 n 个共点力同时作用下处于平衡状态时,这些力在任何一个方
合 作
向上的合力均为零.其中任意(n-1)个力的合力必定与第 n 个力等值反向,
课
探
返
个变力大小、方向的变化.
首
页
自
当
主
堂
预
2.相似三角形法
达
习
标
• 探
(1)特征:物体一般也受三个力作用,这三个力中,一个是恒力,另两个
• 固
新
双
知 是大小、方向都变化的力.
基
合
(2)处理方法:把这三个力平移到一个矢量三角形中,找到题目情景中的
作
课
探 究
结构三角形,这时往往三个力组成的力三角形与此结构三角形相似.利用三
固 双
知 点向上移动的过程中,T3 的大小和方向都保持不变,T2
基
合 的方向保持不变.
作
课
探 究
由图解法可知,当绳 OA 垂直于 OB 时,绳 OA 中
时 分
•
层
攻 的拉力最小,所以,绳 OA 的拉力先减小后增大,绳
重
作 业
难 OB 的拉力逐渐减小.]
返 首 页
[针对训练]
自 主
3.(多选)如图 4-3-5 所示,两物体 A、B 如图连接且处于静止状态,现在
时
究 •
作用在同一直线上.
分 层
攻
作
重
陕西省-安康市-石泉县高中物理 第4章 怎样求合力与分力 4.3 共点力的平衡及其应用教案 沪科版必修1.doc
4.3《共点力的平衡及其应用》教学目标知识目标:知道共点力的平衡条件。
过程与方法:学会分析论证共点力平衡的条件条件。
情感态度价值观:体会平衡的价值与力学美。
教学重点:理解共点力的平衡条件,会计算较为一般的共点力平衡的问题。
教学难点:理解共点力的平衡条件主要教学方法:自学辅导结合分析论证。
教学过程:一、导入新课领阅课本93页“生活离不开平衡”中的平衡图片,通过提问“物体平衡时要满足什么条件呢?”引入新课。
二、新课教学:(一)用投影片出示本节课的学习目标1、知道什么是平衡状态。
2、知道共点力的平衡条件。
3、会用共点力的平衡条件求解一般的共点力平衡问题。
(二)学生自主学习课本94页“从二力平衡到共点力平衡”,思考下列问题:1什么是平衡状态?什么是二力平衡?2什么是共点力?3共点力的平衡条件是什么?(三)学生展示与交流:学生展示交流以下三个问题:1什么是平衡状态?什么是二力平衡?2什么是共点力?3共点力的平衡条件是什么?教师适当点评。
(四)点拔精讲:1、共点力的平衡条件分析论证先分析二力平衡的条件,再分析三力平衡的条件,最后归纳出共点力的平衡条件;2、共点力平衡条件的应用教师讲解课本95页“案例分析”中案例1、案例2.(五)课堂练习:1、下列物体处于平衡状态的是()A.静止在粗糙斜面上的物体B.沿光滑斜面自由下滑的物体C.在不光滑水平面上匀速运动的木块D.做自由落体运动的物体在刚开始下落的一瞬间2、下列说法正确的是()A 只有静止的物体才处于平衡状态B 只要物体的速度为零,它就一定处于平衡状态C只要物体的运动状态为变,它就处于平衡状态D 只有加速度为零的物体才处于平衡状态3、如右图所示,球A在竖直挡板B的作用下静止于光滑斜面C上,已知A的质量为m,斜面倾角为ø,求挡板和斜面对球的弹力大小。
(五)小结平衡状共点力平衡的条件平衡条件的应用技巧CABø四、作业1、P98、1、2、3、4题。
高中物理第4章怎样求合力与分力实验:探究合力与分力的关系课件沪科版必修1
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解析
答案
2.某同学用如图5所示的实验装置来探究合力与分力的关系.弹簧测力计A 挂于固定点P,下端用细线挂一重物M.弹簧测力计B的一端用细线系于O点, 手持另一端向左拉,使结点O静止在某位置.分别读出弹簧测力计A和B的 示数,并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和拉线方向. (1)本实验用的弹簧测力计示数的单位为N,图 中A的示数为__3_._6____N.
⑥ 利用笔记抓住老师的思路。记笔记不仅有利于理解和记忆,而且有利于抓住老师的思路。
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力计的读数和细绳套的方向.
3.作图对比 (1)理论值:在白纸上按比例从O点开始作出两个弹簧测力计同时拉橡皮筋 时拉力F1和F2的图示,利用刻度尺和三角板根据平行四边形定则求出合力F. (2)测量值:按同样的比例用刻度尺从O点起作出一个 弹簧测力计拉橡皮筋时拉力F′的图示,如图2所示.
(3)相比较:比较F′与用平行四边形定则求得的合力 F在实验误差允许的范围内是否重合.
第4章 怎样求合力与分力
实验:探究合力与分力的关系
[目标定位] 1.探究互成角度的两个力合成的平行四边形定则. 2.练习用作图法求两个力的合力.
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一、实验原理
一个力F的作用效果与两个共点力F1和F2的共同作用效果都是把橡筋条 结点拉伸到某点,则F为F1和F2的合力,作出F的图示,再根据力的平行 四边形定则作出F1和F2的合力F′的图示,比较F′与F在实验误差允许 范围内是否 大小相等、方向,相即同得到互成角度的两个力合成遵从平行四 边形定则.
沪科版高中物理必修1第4章《怎样求解合力与分力》本章优化总结课件
第4章 怎样求合力与分力
例2 如图所示,物体的质量为2 kg,两根轻 细绳AB和AC一端连接于竖直墙上,另一端系 于物体上,在物体上另施加一个方向与水平 成θ=60°的拉力,若要使绳都能伸直,求拉 力F的大小范围.
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第4章 怎样求合力与分力
【精讲精析】 法一:物理分析方法
(1)假设 AC 绳刚好伸直且 FAC=0,则
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第4章 怎样求合力与分力
例2 如图所示,重物G用轻绳悬于O点,用 水平力F拉着物体处于静止状态,现保持OA 绳方向不变,逐渐缓慢逆时针转动F而物体不 动,则绳的拉力T和水平拉力F如何变化( )
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第4章 怎样求合力与分力
A.拉力T和水平拉力F都增加 B.拉力T和水平拉力F都减小 C.拉力T减小,水平拉力F先减小后增加 D.拉力T先减小后增加,水平拉力F减小
因此力
F
的范围是:
33mg≤F≤2
3
3 mg.
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第4章 怎样求合力与分力
法二:数学解法 作出 A 受力图如图所示,由平衡条件有: Fcosθ-T2-T1cosθ=0, Fsinθ+T1sinθ-mg=0 要使两绳都能绷直,则有 T1≥0,T2≥0 由以上各式可解得 F 的取值范围为:
33mg≤F≤2 3 3mg. 【答案】 33mg≤F 怎样求合力与分力
2.临界问题的方法 (1)极限分析法,极限分析法作为一种预测和 处理临界问题的有效方法,是指通过恰当地选 取某个变化的物理量将其推向极端(“极大” 或“极小”、“极右”或“极左”等),从而 把比较隐蔽的临界现象(或“各种可能性”) 暴露出来,使问题明朗化,以便非常简捷地 得出结论.
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第4章 怎样求合力与分力
高中物理 第4章 怎样求合力与分力 4.3共点力的平衡及其应用课件 沪科版必修1
正交分解法求解,物体处于平衡状态时,平衡条件为
∑������������ ∑������������
= =
00 。
探究一
探究二
警示(1)分析共点力的平衡问题的关键是进行正确的受力分析并
作出力的示意图。 (2)物体受多个力作用时常用正交分解法。
●名师精讲●
1.共点力平衡的条件:物体所受的合力为零。
数学表达式有两种:(1)F 合=0;(2)
������������合 ������������合
= =
0 0。
Fx 合和 Fy 合分别是将力进行正交分解后,物体在 x 轴和 y 轴上所受的合 力。
2.共点力平衡的几种常见类型
(1)物体受两个力平衡时,这两个力等大反向,是一对平衡力。
探究一
探究二
3.静态平衡和动态平衡 (1)静平衡:物体在共点力作用下处于静止状态。 (2)动平衡:物体在共点力作用下处于匀速直线运动状态。
警示(1)物体的速度等于零不同于静止,它的瞬时速度为零。而此
时物体合力可能不为零,物体不平衡。 (2)物体静止时 v=0,a=0,处于平衡状态。
探究一
探究二
【例题 1】 (多选)下列事例中物体处于平衡状态的是( ) A.“神舟”飞船匀速落回地面的过程 B.汽车在水平路面上启动或刹车的过程 C.汽车停在斜坡上 D.竖直上抛的物体在到达最高点的那一瞬间 解析:由平衡状态的概念可知,A、C 选项所描述的状态是平衡状态;B 选项所描述的过程中,物体处于加速或减速过程,加速度不为零,B 错;竖直 上抛的物体在到达最高点的瞬间,v=0,但 a≠0,不是平衡状态,D 错。 答案:AC
反思处于平衡状态的物体加速度为 0,但速度不一定为 0。