2011届物理一轮复习课件：2.4《共点力作用下物体的平衡》
高中物理4.1 共点力作用下物体的平衡优秀课件
例题1 如下图，质量为1kg的物体静止在倾
角为30o的固定斜面上，那么该物体受到的
斜面的支持力和摩擦力分别为多大？
解：对物体受力分析如图
y
N
x f
得：
Nmgcos30o=8.66N
fmgsin30o =5N
30o
G
2、如图，一木块放在水平桌面上，在
对以下处于平衡状态的物体受力分析
N N
G G
F2
F1
G
二、平衡条件 1、定义：要使物体保持平衡状态，作
用在物体上的力必须满足一定的条件， 这个条件叫做力的平衡条件。
力的平衡条件是什么？
实验探究 实验器材： 图板、白纸、图钉、弹簧测力计 三个、刻度尺、小铁环
实验装置图
F23 F3
F2
F1
F23 F1
第四章 物体的平衡
1 共点力作用下物体的平衡
1、知道什么是共点力作用下物 体的平衡状态。
2、掌握共点力的平衡条件。
知识回忆： 什么是共点力？
几个力如果作用在物体的同一点， 或者它们的作用线相交于一点，这 几个力叫做共点力。
一、平衡状态：
1、定义：物体在共点力的作用下，保持 静止或做匀速直线运动，我们就说这个 物体处于平衡状态。 2、种类： 〔1〕动平衡:物体保持匀速直线运动
解：对物块受力分析如图
x轴方向 Fcos37of0
y轴方向 F sin37oN G
f
N F
F
37o
又： f N
G
得：
Fcos37o GFsin37o
4 7
一、平衡状态：
物体在共点力的作用下，保持静 止或者做匀速直线运动，我们就说这 个物体处于平衡状态。
高考物理一轮总复习课件(共点力的平衡与受力分析)
第十页，共61页。
创新·方法探究 提炼方法 展示技巧
题型方法
一、两种三角架问题
例1 如图4－4甲所示，水平轻杆一端插入竖直墙内，另一端
装有不计摩擦的轻质滑轮，一轻绳一端C固定于墙上，另一端跨 过滑轮后悬挂一质量为m的重物，绳BC与水平方向成θ角．求轻
杆对滑轮的作用力．
图4－4甲
第十一页，共61页。
(3)在高中阶段只有同时处于平衡状态(或加速度相同)的物 体才能一起运用整体法进行求解．
第二十三页，共61页。
例 一斜块M静止于粗糙的水平面上，在其斜面上放一滑块m， 假设给m一向下的初速度v0，那么m正好保持匀速下滑，如图4－8 甲所示．现在m下滑的过程中再加上一个作用力，那么以下说法正 确的选项是( )
第十五页，共61页。
【解析】以球为研究对象，受力如图4－6乙所示，其中 F1、F2分别为挡板与斜面对球的支持力，由牛顿第三定律知, 它们分别与球对挡板、斜面的压力大小相等、方向相反．
图4－6乙
由图中F1、F2、G′组成的平行四边形可知，当挡板与斜面 的夹角β由小于90°逐渐变大时，F2的方向不变、大小逐渐变小， F1先变小再变大
m与M之间的摩擦力f1′＝μ(mg＋F)cos θ 故m沿x方向有：
(F＋mg)sin θ－μ(mg＋F)cos θ＝0
m保持匀速下滑，对于m对M的摩擦力和压力的水平分力同样
的弹力大小和方向等于两侧绳拉力的合力．
第十二页，共61页。
例2 如图4－5甲所示，轻杆AB的一端固定在铰链上，在另一 端B用轻绳悬挂一重为G的物体，再用绳BC拉住B端使轻杆处于水 平状态．∠CBA＝θ，B点为两绳在轻杆上的共同结点，求轻杆对 结点B的弹力．
图4－5甲
高考物理一轮复习 受力分析 共点力的平衡(讲)
取夺市安慰阳光实验学校专题07 受力分析 共点力的平衡1.学会进行受力分析的一般步骤与方法.2.掌握共点力的平衡条件及推论.3.掌握整体法与隔离法，学会分析动态平衡问题和极值问题． 1．受力分析 (1)概念把研究对象(指定物体)在指定的物理环境中受到的所有力都分析出来，并画出物体所受力的示意图，这个过程就是受力分析． (2)受力分析的一般顺序先分析重力，然后分析接触力(弹力、摩擦力)，最后分析其他力(电磁力、浮力等)．2．共点力作用下物体的平衡 (1)平衡状态物体处于静止或匀速直线运动的状态．(2)共点力的平衡条件：F 合＝0或者⎩⎪⎨⎪⎧F 合x ＝0F 合y ＝03．共点力平衡的几条重要推论(1)二力平衡：如果物体在两个共点力的作用下处于平衡状态，这两个力必定大小相等，方向相反．(2)三力平衡：如果物体在三个共点力的作用下处于平衡状态，其中任意两个力的合力一定与第三个力大小相等，方向相反．(3)多力平衡：如果物体受多个力作用处于平衡状态，其中任何一个力与其余力的合力大小相等，方向相反． 考点一 物体的受力分析 1．受力分析的基本步骤(1)明确研究对象——即确定分析受力的物体，研究对象可以是单个物体，也可以是多个物体组成的系统．(2)隔离物体分析——将研究对象从周围的物体中隔离出来，进而分析周围物体有哪些对它施加了力的作用．(3)画受力示意图——边分析边将力一一画在受力示意图上，准确标出力的方向，标明各力的符号． 2．受力分析的常用方法 (1)整体法和隔离法①研究系统外的物体对系统整体的作用力； ②研究系统内部各物体之间的相互作用力．(2)假设法在受力分析时，若不能确定某力是否存在，可先对其作出存在或不存在的假设，然后再就该力存在与否对物体运动状态影响的不同来判断该力是否存在．★重点归纳★受力分析（1）受力分析的基本思路（2）受力分析的思路和技巧进行受力分析应注意以下几个方面：①明确研究对象(可以是一个点、一个物体或一个系统等)．②按顺序找力(一“重”、二“弹”、三“摩擦”、四“其他”)．③画好受力图后，要检查，防止多力和少力．④受力分析口诀：地球周围受重力，绕物一周找弹力，考虑有无摩擦力，其他外力细分析，合力分力不重复，只画受力抛施力．⑤在受力分析的过程中，要注意题目给出的物理条件(如光滑——不计摩擦；轻物——重力不计；运动时空气阻力忽略等)．⑥只分析根据性质命名的力(如重力、弹力、摩擦力等)，不分析按效果命名的力(如下滑力、动力、阻力等)．★典型案例★如图所示，A和B两物块的接触面是水平的，A与B保持相对静止一起沿固定粗糙斜面匀速下滑，在下滑过程中B的受力个数为：（）A．3个B．4个C．5个D．6个【答案】B【解析】先以A为研究对象，分析受力情况：重力、B的竖直向上的支持力，B对A没有摩擦力，否则A不会匀速运动．再对B研究，B受到重力、A对B竖直向下的压力，斜面的支持力和滑动摩擦力，共4个力，B正确．【名师点睛】受力分析：把指定物体（研究对象）在特定物理情景中所受外力找出来，并画出受力图，这就是受力分析．受力分析通常要按照确定的顺序，以防止漏力、多力．第一步，锁定目标；第二步，列表：看看被分析物体周围有哪些物体；第三步，画出重力；第四步，考虑直接接触力，包括弹力和摩擦力；第五步，分析间接接触的力．如电场力、磁场力等★针对练习1★如图，质量m A＞m B的两物体A、B叠放在一起，靠着竖直墙面．让它们由静止释放，在沿粗糙面下落过程中，物体B的受力示意图是：（）A ．B ．C ．D ．【答案】A【解析】【名师点睛】本题关键先对整体受力分析，得到整体做自由落体运动，处于完全失重状态，故A与B间无弹力，最后再对B受力分析，得到其只受重力。
2011新课标高考物理一轮复习精编解析版复习资料共点力作用下物体的平衡
2011新课标高考物理一轮复习精编解析版复习资料（9）--共点力作用下物体的平衡第4课时共点力作用下物体的平衡I素能提升丨练塚有提高1.甲、乙双方同学在水平地面上进行拔河比赛，正僵持不下的情景如图6所示•如果地面对甲方所有队员的总的摩擦力为6 000 N，同学甲i和乙i对绳子的水平拉力均为500 N .绳上的A、B两点分别位于甲i和乙1、乙1和乙2之间.不考虑绳子的质量，下面有关说法正确的是（AD ）图6A .地面对乙方队员的总的摩擦力是 6 000 NB . A处绳上的张力为0C . B处绳上的张力为500 ND . B处绳上的张力为5 500 N解析双方同学“正僵持不下”，暗示了双方同学正处于静止平衡状态.先以“甲方全体同学”为研究对象，“地面对甲方所有队员的总的摩擦力为 6 000 N”，根据二力平衡判断A处绳上的张力为6 000 N ; 同理以“乙方全体同学”为研究对象确定地面对乙方所有队员的总的摩擦力为 6 000 N ;A处绳上的张力为6 000 N，而乙1对绳子的水平拉力为500 N，贝U B处绳上的张力为5 500 N ;正确答案是A、D.2. （2009 •门市第二次模拟考试）如图7所示，是一直升机通过软绳打捞河中物体，物体质量为m,由于河水的流动将物体冲离使软绳偏离竖直方向，当直升机相对地面静止时，绳子与竖直方向成B角度，下列说法正确的是（BD ）A .绳子的拉力为mgcos 0B .绳子的拉力可能小于mg 图6C .物体受到河水的作用力等于绳子拉力的水平分力D .物体受到河水的作用力大于绳子拉力的水平分力解析由题意知，河中物体处于静止状态，则F合=0.对物体受力分析，受重力mg绳拉力F T、河水的作用力F,如右图所示并正交分解力，得Fsin aF+cos 0m=Fcos a =sin 0由此分析知B、D项正确.3. （2009宁德市质检）如图8所示，放在水平桌面上的木块A处于静止状态，所挂的砝码和托盘的总质量为0.6 kg,弹簧秤此时的读数为 2 N ;若轻轻取走盘中的部分砝码，使砝码和托盘的总质量减少到0.3 kg,那么此装置将会出现的情况是（g = 10 m/s2,不计滑轮摩擦）（B ）A .弹簧秤的读数将变小B .木块A仍处于静止状态C •木块A对桌面的摩擦力不变D •木块A所受的合力将要变大解析当木块静止时，F合=0,力F2= 2 N，还受到向左的静摩擦力0,弹簧秤读数不变，受静摩擦力变为对木块受力分析知，水平方向除了受向右的拉力F f= 4 N .当木块受到向右的拉力变为3 N时,1 N，故只有B项正确.4. （2010湖北黄冈中学高三月考1挡板，截面为寸圆的柱状物体甲放在斜面上，半径与甲相等的光滑圆球乙被夹在）在固定于地面的斜面上垂直安放了一个甲与挡板之间，乙没有与斜面接触而处于静止状态，如图9所示•现在从球心处对甲施加一平行于斜面向下的力F使甲沿斜面方向缓慢地移动，直至甲与挡板接触为止.设乙对挡板的压力为F1，甲对斜面的压力为A . F1缓慢增大，B . F1缓慢增大，C . F1缓慢减小，D . F1缓慢减小，F2,在此过程中（DF i = 6 N，向左的拉木块不会动，则F合=F2缓慢增大F2缓慢减小F2缓慢增大F2保持不变解析对乙受力分析如图所示，从图示可以看出，随着甲沿斜面方向缓慢地移动过程,压力为F i也缓慢减小，对甲乙整体研究，甲对斜面的压力因此大小不变，D正确.挡板对乙的压力F l'逐渐减小，因此乙对挡板的F2始终等于两者重力沿垂直斜面方向的分力，5.细线AO和BO下端系一个物体P,细线长AO>BO, A、B 两个端点在同一水平线上.开始时两线刚好绷直，BO线处于竖直方向，如图10所示，细线AO、BO的拉力设为F A和F B,保持端点A、B在同一水平线上，A点不动，B点向右移动；使A、B逐渐远离的过程中，物体P静止不动，关于细线的拉力F A和F B的大小随AB间距离变化的情况是A . F A随距离增大而一直增大B . F A随距离增大而一直减小C . F B随距离增大而一直增大D . F B随距离增大而一直减小解析A点不动，即F A的方向不变，B向右移，F B的大小方向都发生变化，以O点为研究对象，由大，COt a 变小，所以F i 、F 2均变小.7•如图12所示，由两根短杆组成的一个自锁定起重吊钩，将 它放入被吊的空罐内，使其张开一定的夹角压紧在罐壁上，当钢绳 匀速向上提起时，两杆对罐壁越压越紧，若摩擦力足够大，就能将 重物提升起来，罐越重，短杆提供的压力越大，称为“自锁定装置”.若罐质量为m ,短杆与竖直方向夹角为0= 60°求吊起该重物时，短杆对罐壁的压力答案 3合案 2 mg解析对0点受力分析如右图所示，两根短杆的弹力 F （沿杆）的合力与绳子的拉力 F r （F T =mg 等大反向，故2Fcos 0=mg ① 对短杆对罐壁的作用力 F 进行效果分解如右图所示 短杆对罐壁的压力平衡知识，通过作平行四边形可知 F A —直增大，F B 先减小后增大，所以6 .如图11所示，木棒AB 可绕B 点在竖直平面内转动， A 端被 绕过定滑轮吊有重物的水平绳和绳 AC 拉住，使棒与地面垂直，棒和 绳的质量及绳与滑轮的摩擦均可忽略，如果把 C 端拉至离B 端的水平 距离远一些的 C '点，AB 仍沿竖直方向，装置仍然平衡，那么 受的张力F 1和棒受的压力F 2的变化是 A . F 1和F 2均增大 C . F 1减小，F 2增大 D . 解析对杆A 端受力分析如右图所示， G C 端远离时，a 变大，由F 1=, F 2=G•ot sin a（ F i 增大，F 2减小 F i 和F 2均减小 F i 与F 3的合力等于 a,知a 变大, F 2,当 sin a 变 A 正确.AC 绳 图11T 3F 1=Fsin :1由①②两式得: F 1=子mg图12（短杆质量不几何关系知两个挂钉之间的最大间距 1 .3L= — x COS 30 x 2 m= ------- m2 2答案 A3. （2009天津1）物块静止在固定的斜面上， 分别按图示的方向对物块施加大小相等的力F , A 中F 垂直于斜面向上，B 中F 垂直于斜面向下，C 中F 竖直向上，D 中F 竖直向下，施力后物块仍然静止，则物定时检测一、选择题（本题共10小题，每小题5分，共50分） 1. （2009 •东16）如图1所示，光滑半球形容器固定在水平面上， O 为球心，一质量为 m 的小滑块，在水平力 F 的作用下静止于 P 点. 设滑块所受支持力为 F N .OP 与水平方向的夹角为 下列关系正确的是 ()B . F = mgtan 0 mg F N — tan 0D . F N = mgtan 0 解析小滑块受力分析如右图所示，根据平衡条件得F N si n 0= F N COS 0F= 所以F=^ F N W sin 日 因此只有选项A 正确. 答案 A 2. （2009江苏2）如图2所示，用一根长1 m 的轻质 细绳将一幅质量为1 kg 的画框对称悬挂在墙壁上，已 知绳能承受的最大张力为 10 N ，为使绳不断裂，画 框上两个挂钉的间距最大为 （g 取10 m/s 2）（ ） 图2.'3 .2 A. 2 m B. 2 m C1 D 並C*2 m D. 4 m 解析 绳子恰好不断时的受力分析如图所示，由于 F N =mg=10 N ,绳子的最大拉力也是 10 N ，可知F 1、F 2之间的最大夹角为120。
高考物理一轮课件专题强化二共点力作用下物体的平衡
力的合成与分解
根据平行四边形定则，将物体受 到的力进行合成或分解，得到物 体所受合力或某个分力的大小和 方向。
判断平衡状态
根据物体的运动状态，判断物体 是否处于平衡状态。
01
02
受力分析
对物体进行受力分析，明确物体 受到的各个力的大小和方向。
03பைடு நூலகம்
画出受力图
根据受力分析的结果，画出物体 的受力图，直观地表示出物体所 受各力的大小和方向。
2. 调整滑轮高度，使细绳与坐标纸平行。
实验步骤与操作注意事项
3. 用测力计测量钩码 所受重力，并记录数 据。
5. 分析实验数据，得 出结论。
4. 逐个增加钩码数量 ，重复测量并记录数 据。
实验步骤与操作注意事项
操作注意事项 1. 保持细绳与坐标纸平行，避免产生额外摩擦力。
2. 滑轮应固定牢固，防止实验过程中发生移动。
04
相似三角形法在动态平衡中应用
01
02
03
寻找相似三角形
在受力图中寻找与力三角 形相似的几何三角形。
对应边成比例
根据相似三角形的性质， 对应边成比例，可以列出 比例式。
解方程求解
通过解比例式方程，可以 求出未知量。
极端思维法在动态平衡中应用
分析极端状态
分析物体在极端状态下的 受力情况，如物体即将离 开地面或绳子即将断裂等 。
平衡状态
物体处于静止或匀速直线运动状态。
平衡条件
物体所受合外力为零，即∑F=0。
共点力作用下物体平衡特点
共点力
作用在物体上的所有力都相交于 一点或可以等效为相交于一点。
平衡特点
物体在共点力作用下处于平衡状 态时，其所受各力满足矢量合成 法则，即各力可以构成一个闭合 的矢量多边形。
2011高三物理一轮复习精品：1.4 受力分析 共点力的平衡ppt课件
如右图所示，物体放在水 平面上，与水平面间的动摩擦因 数为μ，现施一与水平面成α角且 斜向下的力F推物体，问：α角至 少为多大时，无论F为多大均不能 推动物体(设最大静摩擦力等于滑 动摩擦力)?
28
【解析】 设物体的质量为 m，静摩擦力为 Ff，
现取刚好达到最大静摩擦力时分析，由平衡条件：有
21
隔离法：物体之间总是相互作用的，为了使 研究的问题得到简化，常将研究对象从相互作用 的物体中隔离出来，而其它物体对研究对象的影 响一律以力来表示的研究方法叫做隔离法．
整体法：在研究连接体一类的问题时，常把 几个相互作用的物体作为一个整体看成一个研究 对象的方法叫做整体法．
22
如右图所示，物体叠 放在水平桌面上，水平力为 Fb=5 N、Fc=10 N，分别作用
【解析】 设球体半径为 R，定滑轮到球面的距 离为 h，绳长为 L，据三角形相似得
FL＝hm＋gR FRN＝hm＋gR
10
由上两式得绳中张力 F＝mgh＋L R， 球面弹 力 FN＝mgh＋R R
由于拉动过程中 h、R 不变，L 变小．故 F 减小，FN 不变．
【答案】 F 减小，FN 不变
11
竖直绝缘壁上的Q点有一固 定的质点A，在Q的正上方P点用丝线
5
对于共点力作用下物体的平衡，不要认为只有静止 才是平衡状态，匀速直线运动也是物体的平衡状态． 因此，静止的物体一定平衡，但平衡的物体不一定静 止．还需注意，不要把速度为零和静止状态相混淆， 静止状态是物体在一段时间内保持速度为零不变，其 加速度为零，而物体速度为零可能是物体静止，也可 能是物体做变速运动中的一个状态，加速度不为零． 由此可见，静止的物体速度一定为零，但速度为零的 物体不一定静止．因此，静止的物体一定处于平衡状 态，但速度为零的物体不一定处于静止状态．
高中物理第四章物体的平衡第1节共点力作用下物体的平衡一等奖公开课ppt课件
0 0
，其中 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。 4．力的平衡
作用在物体上的几个力的合力为 零 。
1．自主思考——判一判 (1)静止的物体一定处于平衡状态。 (2)物体只有在不受力作用时才能保持平衡状态。 (3)所受合力保持不变的物体处于平衡状态。 (4)物体处于平衡状态时加速度一定为零。 (5)物体处于平衡状态时任意方向的合力均为零。
方向垂直于斜面向上。
图 4-1-1 由图 4-1-1 乙可以看出，其中两个力的合力与第三个力大 小相等、方向相反。
(2)实验结论
物体在三个共点力作用下的平衡条件：任意两个力的合力与 第三个力大小 相等 、方向 相反 ，且在同一条直线上。(即这三个
共点力的合力为零) 3．共点力作用下物体的平衡条件
F 合＝ 0
或FFxy合合＝＝
第1节
共点力作用下物体的平衡
1．物体在共点力作用下保持静止或做匀 速直线运动的状态称为平衡状态。
2．在共点力作用下物体的平衡条件是共 点力的合力为零。
3．作用在物体上的几个力的合力为零， 这种情形叫力的平衡。
一、共点力作用下物体的平衡状态 物体在共点力的作用下，保持 静止 或做 匀速直线 运动的状态。
中一个大小为 8 N 的力转过 90 度，其余的力不变，求此时
物体所受合力的大小。
解析：物体受到 100 个力的作用而处于静止状态时，合力为零， 其中一个大小为 8 N 的力与其余 99 个力的合力大小相等，方向 相反，即 99 个力的合力大小为 8 N，方向与 8 N 的力相反。将 8 N 的力的方向转过 90°时，与其余 99 个力的合力的夹角为 90°， 根据平行四边形定则得到，物体所受合力的大小为 F 合＝8 2 N。
2011年高考物理一轮复习课件：第2部分研究物体间相互(共点力作用下物体平衡条件)
物体A在水平力F1=400N的作下，沿倾角θ=60°的斜 面匀速下滑（如图甲）.物体A受的重力G=400N，求斜面对物
体A的支持力与斜面间的动摩擦因数μ.
【思路剖析】
（1）对物体正确受力分析是准确求解的关键. （2）正确选择坐标系可以使复杂的问题简单化.
解析:取物体A为研究对象.物体A受到四个力的作用： 竖直向下的重力G，水平向右的力F1，垂直于斜面斜 向上方的支持力F2，平行于斜面斜向上方的滑动摩擦 力F3.物体A在四个力的作用下处于平衡状态.建立坐标 系如图乙所示.
【答案】0；水平向左，20N. 【思维拓展】本题在解题过程中应用了整体法和隔离法，在具体解题过程中选
哪种方法，要根据具体情况分析后决定.在对O点进行受力分析后求解平衡力时， 既可用分解法，也可用合成法，不管用哪一种方法，解题的结论是相同的.另外要 提醒同学们注意的是在选受力分析研究对象时不一定要选物体，如本题开始就是 三根绳的结点作为研究对象，这对解题会带来许多方便.
F3+F1cosθ-Gsinθ=0 F2+F1cosθ-Gcosθ=0 F3=μF2cosθ 由①②③式，代入数据可解得：μ=0.27
【思维拓展】此题见于人教版大纲版P73例2，是平衡问题中的常见模型.多力
作用下的共点力的平衡问题，可以认为是高考试题中多力平衡问题的根据.方法 总结：物体的平衡条件是F合=0，若建立直角坐标系xoy，将所受的力都分解到x 轴与y轴上时，则平衡的条件是：∑Fx=F1x+F2x+…Fnx=0（即x方向合力为零）与 ∑Fy=F1y+F2y+…+Fny=0（即y方向合力为零）. 其解题的基本思路是：①先分析物体的受力情况，②再建立直角坐标系，③然后 把不在坐标轴上的力进行分解，④最后根据力的平衡条件Fx=0,Fy=0列方程，求 解未知量.
高中物理第一节 共点力作用下物体的平衡优秀课件
一、关于移动货物箱的疑问 教材97页活动, “推〞比“拉〞费力，这是为什么呢？
F拉
θ
θ
F推
一、关于移动货物箱的疑问 教材97页活动, “推〞比“拉〞费力，这是为什么呢？
F拉
θ
G F拉cossin
思考：箱子能被推动的条件：
θ
F推
F推cosGsin
练习：n个共点力作用在一个质点上，使质点处于平衡状 态。当其中的F1逐渐减小时，物体所受的合力〔 〕 A．逐渐增大，与F1同向 B．逐渐增大，与F1反向 C．逐渐减小，与F1同向 D．逐渐减小，与F1反向
教材96页例题
它与水平面的动摩因数为u，假设对物体施一与水平面 成θ角的力Ｆ，使物体做匀速直线运动，那么以下说法 正确的选项是： Ａ．物体所受摩擦力与拉力的合力方向竖直向上 Ｂ．物体所受的重力、支持力、摩擦力的合力与Ｆ等 大反向 C．物体所受摩擦力、支持力与拉力的合力方向竖直 向上
温馨提示：正确理解“保持静止〞的含义 1、是指对地面保持静止，而不是“某物体相对 另一物体保持静止。 2、是指在一段时间内物体的速度一直为零,而不 是指某一时刻的速度为零。
匀速指的是速度的大小与方向都不变
3、共点力的平衡条件是什么？ 平衡条件下力之间的关系： 二力平衡： 三力平衡：
实验过程：
O
F2
F1 F13
O
F3
F2
F1F23
F2
F1
O
F3
结论：其中任意两力的合力一定和第三个力平衡. 多力平衡：
O
F1
F234
F3
F4
物体在多个共点力作用下处于平衡状态 ，其中任意一
个力必和其余几个力的合力平衡.
4.1《共点力作用下物体的平衡》ppt课件
断裂，求注入沙袋中沙子质
来讲T三BC力平衡的问题 AC用更合容成易法被3 或拉分断解法， TA三用Cm力正ax =以交上2分平解M衡法g=问．15题0采N
量的最大值M.
M =10 3kg=17.3kg
目标定位
预习导学
课堂讲义
对点练习
课堂讲义
共点力作用下物体的平衡
三、正交分解法在共点力平衡问题中的应用 1．当物体受到多个共点力(在同一平面内)的作用时
阳光满天时，母亲喜欢看云，喜欢看落在阳台上的麻雀，喜欢看楼下忙碌的人影；下雨天，阳台上的母亲叨唠更多了，我想母亲此时更落寞，一定在回想着她青春的往事。 每次上班，当我落锁的那一刻，母亲便走向了阳台，她会准时地守候在阳台边。她目送着我的离去，搜寻着我渐行渐远的轨迹。 我狠心地，有时是快速地逃离楼外那块平地。当我走入石楠树下时，我闭着眼，静静地站一会，我轻轻地说： “母亲，我会很快回来的” 有一种记忆可以很久，有一种思念可以很长，有一双手那手心的舒适和温暖，让我一生无法忘怀。 --题记
有些时间，总让你阵痛一生；有些画面，总让你影像一生；有些记忆，总让你温暖一生；有些离别，总让你寂静一生。其实，我们都不能要求明天怎么样，但明天一定会来，这或许就是人生。 时间，带来了一切，又悄然地带走了一切，有如那一片云，轻轻地飘过你的头顶，有不留痕迹的去向远方。云，只是自然的一分子，而人却是红尘的精灵，有血有肉，有魂有灵，会高于自然界的任何物种。花开有悦，花落低迷，我们人为地给花儿的一生粘贴了悲喜的标签。岂不知，即便是洒向大地的天使—雪花，可以清晰地感知，扑向大地的一瞬间，就注定了它的死亡，不管它是圣洁的，还是唯美的。
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当sin( ) 1时 Fmin
G 1 2
π 即 2 arctan
答案
arctan
G 1 2
题型3
“整体法”与“隔离法”的应用
【例3】如图5所示,质量为m1=5 kg
的物体,置于一粗糙的斜面上,用
一平行于斜面的大小为30 N的力F 图5 推物体,物体沿斜面向上匀速运动,斜面体质量
相互作用分析时则需采取隔离法.
隔离法与整体法不是相互对立的,一般问题的求解 中,随着研究对象的转变,往往两种方法交叉运用.
2.平衡法与正交分解法 (1)平衡法
这是研究平衡问题的一个基本方法,它以二力平衡
为基础,重点研究三力平衡问题.根据分矢量与合 矢量的等效性以及平衡力的概念,我们可以得出这 样的结论:如果一个物体受三个共点力处于平衡状 态,则其中任意两个力的合力与第三个力是一对平 衡力. (2)正交分解法 所谓正交分解就是把不在一条直线上的共点力都
解析
当木块静止时,F合=0,对木块受力分析知,水平
方向除了受向右的拉力F1=6 N,向左的拉力F2=2 N, 还受到向左的静摩擦力Ff=4 N.当木块受到向右的拉 力变为3 N时,木块不会动,则F合=0,弹簧秤读数不变,
根据物体的平衡条件列方程,在解方程时采用数学知
识讨论某物理量随变量的变化关系.
变式练习1
如图2所示,AC是上端带定
滑轮的固定竖直杆,质量不计的轻杆BC
一端通过铰链固定在C点,另一端B悬挂
一重为G的重物,且B端系有一根轻绳并 图2 绕过定滑轮A,用力F拉绳,开始时∠BCA＞90°.现使 ∠BCA缓慢变小,直到杆BC接近竖直杆AC.此过程中, 杆BC所受的力 ( )
思路点拨
解析
以结点O为研究对象进行受力分析如图(a).由
题可知,O点处于动态平衡,则可作出三力的平衡关系
图如图(a).由图可知水平拉力增大.
以环、绳和小球构成的整体作为研究对象,作受力分 析图如图(b).由整个系统平衡可知:FN=(mA+mB)g; Ff=F.即Ff增大,FN不变,故B正确. 答案 B 动态平衡问题的处理方法 方法提炼
(2)用整体法:因两个物体均处于平衡状态,故可以将 滑块与斜面体当作一个整体来研究,其受力如上图乙
所示,由图乙可知:在水平方向上有F地=Fcos 30°
=15 3 N;在竖直方向上有FN地=(m1+m2)g-Fsin 30° =135 N 答案 (1)5 N (2)15 3 N 135 N
【例2】如图3所示,一球A夹在竖直墙与
三角劈B的斜面之间,三角劈的重力为
G,劈的底部与水平地面间的动摩擦因 数为μ ,劈的斜面与竖直墙面是光滑的. 图3 问:欲使三角劈静止不动,球的重力不能超过多 大?(设劈的最大静摩擦力等于滑动摩擦力)
解析
由三角形劈与地面之间的最大静摩擦力,可
以求出三角形劈所能承受的最大压力,由此可求出 球的最大重力.
Fy 0
2.平衡条件的推论 (1)二力平衡
如果物体在两个共点力的作用下处于平衡状态,这
两个力必定大小 相等 ,方向 相反 ,为一对 平衡力 . (2)三力平衡 如果物体在三个共点力的作用下处于平衡状态,其 中任意两个力的 合力 一定与第三个力大小 相等 、
方向 相反 .
(3)多力平衡 如果物体受多个力作用处于平衡状态,其中任何一
素能提升
1.甲、乙双方同学在水平地面上进行拔河比赛,正僵
持不下的情景如图6所示.如果地面对甲方所有队
员的总的摩擦力为6 000 N,同学甲1和乙1对绳子的 水平拉力均为500 N.绳上的A、B两点分别位于甲1 和乙1、乙1和乙2之间.不考虑绳子的质量,下面有关 说法正确的是 ( )
图6
A.地面对乙方队员的总的摩擦力是6 000 N
②将没能落在坐标轴上的力分解到坐标轴上.
③分别求出两个轴上的合外力,方法与一条直线上共 点 力的运算方法相同.
④分别应用牛顿第二定律列出两个轴上的动力学方
程,对平衡问题也可以应用平衡条件列出关系式求解.
特别提示 正交分解法在后面动力学的复习中还要应用到,而且 动力学问题中需要分解的矢量不一定是力,也可能需
第4课时
共点力作用下物体的平衡 考点自清
1.共点力的平衡 力的作用点在物体上的 同一点 或力的 共点力 延长线交于一点的几个力叫做共点力. 能简化成质点的物体受到的力可以视为 共点力 物体处于 静止状态或匀速直线运动状 平衡状态 态,叫做平衡状态.(该状态下物体的加 速度为零) 物体受到的 合外力为零,即F合= 0 平衡条件 Fx 0 或
A.大小不变
C.先减小后增大
B.逐渐增大
D.先增大后减小
解析
以B点为研究对象,的合 力F合与F等大反向.由几何知识得△ABC FN G 与矢量三角形BGF合相似.故有 AC BC 因G、AC、BC均不变,故FN大小不变.
答案
A
题型2
临界与极值问题
托盘的总质量为0.6 kg,弹簧秤
图8 此时的读数为2 N;若轻轻取走盘中的部分砝码,使 砝码和托盘的总质量减少到0.3 kg,那么此装置将 会出现的情况是(g=10 m/s2,不计滑轮摩擦) ( A.弹簧秤的读数将变小 )
B.木块A仍处于静止状态
C.木块A对桌面的摩擦力不变 D.木块A所受的合力将要变大
分解到两个互相垂直(正交)的坐标轴上,这样就可
以在两个轴上进行力的合成了,所以正交分解法的
实质仍然是将矢量运算最终转化为代数运算.下面 是应用正交分解法的基本步骤: ①建立直角坐标系.建立直角坐标系时应首先满足使
尽 可能多的力落在坐标轴上,这样可以使需要分解
的力少 一些;然后尽量使x轴正方向与物体运动方向 一致.
1
G.
1 规律总结 处理平衡物理中的临界问题和极值问题,
G
首先仍要正确受力分析,搞清临界条件并且要利用好 临界条件,列出平衡方程,对于分析极值问题,要善于 选择物理方法和数学方法,做到数理的巧妙结合. 对于不能确定的临界状态,我们采取的基本思维方法 是假设推理法,即先假设为某状态,然后再根据平衡 条件及有关知识列方程求解.
解析
由题意知,河中物体处于静
止状态,则F合=0.对物体受力分析,
受重力mg、绳拉力FT、河水的作用 力F,如右图所示并正交分解力,得 Fsin α +FTcos θ =mg Fcos α =FTsin θ
由此分析知B、D项正确.
答案 BD
3.如图8所示,放在水平桌面上的木 块A处于静止状态,所挂的砝码和
变式练习2
木箱重为G,与地面间的动摩擦因数为μ ,
用斜向上的力F拉木箱,使之沿水平地面匀速前进,如
图4所示.问角α 为何值时拉力F最小?这个最小值为 多大?
解析
图4 对木箱受力分析如右图所示,
物体做匀速运动,有
Fsin α +FN=G
Fcos α =Ff Ff=μ FN 联立①②③得 ② ③
①
G G F cos sin 1 2 sin( )
个力必共点,这就是三力汇交原理.
(4)矢量三角形法:物体受同一平面内三个互不平 行的力作用平衡时,这三个力的矢量箭头首尾相接 恰好构成一个封闭的三角形,即这三个力的合力必 为零,由此求得未知力.
热点二
一般平衡问题的解答策略
1.整体法与隔离法
要解决物体平衡问题,首先要能正确地选取研究对
象,常用两种方法:一是隔离法,二是整体法.我们 可以把具有相同运动状态且又具有相互作用的几 个物体视为一个整体,当研究整体受外界作用力时 可以选取整体为研究对象,而涉及内部物体之间的
球A与三角形劈B的受力情况如下图甲、乙所示,球A 在竖直方向的平衡方程为:GA=FNsin 45° ①
三角形劈的平衡方程为: Ffm=FN′sin 45° F
NB=G+FN′cos
②
③
G
2 (1 ) 2
45° ④
另有Ffm= FNB 由②、③、④式可得:FN′=
而FN=FN′,代入①式可得: GA 答案 球的重力不超过
2.如图7所示,是一直升机通过软绳 打捞河中物体,物体质量为m,由
于河水的流动将物体冲离使软绳
偏离竖直方向,当直升机相对地面 静止时,绳子与竖直方向成θ 角度, 下列说法正确的是 mg A.绳子的拉力为 cos B.绳子的拉力可能小于mg 图7 ( )
C.物体受到河水的作用力等于绳子拉力的水平分力 D.物体受到河水的作用力大于绳子拉力的水平分力
个力与其余力的 合力大小 相等 ,方向 相反 .
名师点拨
在进行一些平衡类问题的定性分析时,采用共点力平
衡的相关推论,可以使问题简化.
热点聚焦
热点一 求解平衡问题的基本思路 平衡类问题不仅仅涉及力学内容,在电磁学中常涉 及带电粒子在电场、磁场或复合场中的平衡,通电导 体棒在磁场中平衡,但分析平衡问题的基本思路是一 样的. 1.分析平衡问题的基本思路 (1)明确平衡状态(加速度为零);
所谓动态平衡问题是指通过控制某些物理量,使物体
的状态发生缓慢变化,而在这个过程中物体又始终处
于一系列的平衡状态中.
(1)图解分析法 对研究对象在状态变化过程中的若干状态进行受力
分析,依据某一参量的变化,在同一图中作出物体在
若干状态下力的平衡图(力的平行四边形),再由动态 力的平行四边形各边长度变化及角度变化确定力的 大小及方向的变化情况. 动态平衡中各力的变化情况是一种常见题型.总结其
m2=10 kg,且始终静止,取g=10 m/s2,求: (1)斜面对滑块的摩擦力.
(2)地面对斜面体的摩擦力和支持力.
解析
(1)用隔离法:对滑块作受力分析,如下图甲