共点力作用下物体的平衡32(1)PPT课件

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高中物理《共点力作用下物体的平衡 》课件ppt

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答:(1)(2)是静平衡. (3)(4)是动平衡. (5)(6)不是平衡状态.
“保持”某状态与“瞬时”某状态有区别:
• 竖直上抛的物体运动到最高点时,这一瞬时 的速度为零,但这一状态不可能保持,因而这一 不能保持的状态不属于平衡状态。
• 从手中松开的铅球也无法保持原有的静止状 态,因而同样不属于平衡状态。
(1) 天花板下悬挂的静止的吊扇。 F 此时F=G 构成二力平衡 F合=0
G
(2) 粗糙斜面上静止的木块。 F’
FN

此时FN和F
的合力F’与G 形成二力平衡
F合=0

(3) 光滑水平面上匀速直线滑动的冰块。
FN
v
此时FN=G 形成二力平衡 F合=0

(4) 沿斜面匀速直线下滑的铁箱。
F’
FN
• 所以本题的正确选项应为C.
(1) 静止的物体速度一定为0吗?

(2) 速度为0的物体一定是静止的吗? 否
(3) 静止的物体一定受力平衡吗?

(4) 处于平衡状态的物体一定静止吗? 否
(5) 速度为0的物体一定受力平衡吗? 否
(6) 受力平衡的物体速度一定为0吗? 否
小结:
• 共点力作用下物体平衡的运动学特征是保持静止 或匀速直线运动状态.
• 特点:若 F合=0,则正交分解后,在任一方向上 物体所受合力也为零,即FX=0,FY=0。
• 特例:
①二力平衡:物体受两个共点力作用,若两力 组成平衡力, F合=0 ,则物体处于平衡状态。
②三力平衡:物体受三个共点力作用,若任两 力的合力与第三力组成平衡力, F合=0 ,则物体 处于平衡状态。此时,三力共点共面,且可以组 成头尾相接的封闭三角形。

共点力平衡ppt课件

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y
F1
F2
O
x
(2)正交分解各力:将每一个不在坐标轴上的力分解到 x 轴和
(2)将不在坐标轴上的力分解到坐标轴上;
y 轴上,并求出各分力的大小,如图所示.
y
(3)分别求出 x 轴、y 轴上各分力的矢量和,即:
Fx=F1x+F2xF2
+… F1y F2y
F1
Fy=F1y+F2y+…
F1x x
F2X O
的物体

面上
FN
Ff
mg
匀速下落的雨 物体沿斜面匀

速下滑
FN
Ff
mg
水平匀速行驶
的汽车
1、将物体所受重力按力的作用效果进行分解,下列图中错误的
是( C )
A.
B.
C.
D.
PA R T. 3
求共点力的合力
力的正交分解法
1)原理:把一个已知力沿着两个互相垂直的方向进行分解。
2)步骤:
(1)建立xoy直角坐标系
之间的动摩擦因数取 0.4,为使儿童在滑梯游戏时能在
滑板上滑下,滑梯至少要多高?
【分析】 将滑梯抽象为一个斜面的模型,以正在匀速滑下
的小孩为研究对象。
小孩受到三个力的作用:重力G、斜面的支持力FN和滑动
摩擦力 Ff 。
当这三个力的合力为0时,小孩
能在滑板上获得一定速度后匀
速滑下,则斜面的高度即为所
2
2
(4)求共点力的合力:合力大小 F= Fx+Fy,合力的方向与
Fy
x 轴的夹角为 α,则 t轴上个分力矢量和,即
Fx = Fx1 +Fx2+ Fx3+……
Fy = Fy1+Fy2+ Fy3+……

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在点直,线终如 点图 未所 画示 ,,则图各上力表大C示小各关力系的可矢能量 为F1 起 (点均为O

A.F1 > F2 > F3 B.F1 > F3 > F2 C.F3 > F1 > F2 D.F2 > F1 > F3
450
1350 F3
600
F2
共点力平衡条件的推论:当物体受三个力平衡时, 任意一个力必定与两个力的合力大小相等,方向相 反,作用在一条直线上。(把三力平衡问题转化为 两力平衡问题)
分析与解: 根据平衡的特点,由力的几何结
构可知:(L为滑轮到小球的长度)
G FN F hr r l

F l G hr
r FN hr G
相似三角形法
则小球沿光滑半球面缓慢向上滑动过程中,半球
体对小球的支持力FN 不变,绳子的拉力F不断减小。
题型二 利用整体法和隔离法解 物体的平衡问题
正交分解法把矢量运算转化成标量运算,极大的降低了数学
应用的难度。
正交分解法解平衡问题的一般思维程序为
①选择研究对象:处于平衡状态下的物体; ②对研究对象进行受力分析,画好受力图; ③建立直角坐标系(原则是尽量减少力的分解); ④根据平衡条件布列方程
F0
F x
F y
0 0
⑤解方程(组),必要时验证结论。
5、根据平衡条件,按x/y轴坐标分别建立方程F合=0
F0
F x
F y
0 0
X轴:Fx1Fx2Fx30 Y轴:Fy1Fy2Fy20
y
F
N
F1
f x
F2
G
正交分解法
此方法是力学解题中应用最普遍的方法,应注意学习。

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课件 教科版必修1

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课件 教科版必修1

3.正交分解法:将不在坐标轴上的各力分别分解到 x 轴上和
y
轴上,运用两坐标轴上的合力等于零的条件Fx合=0解题, Fy合=0
多用于三个以上共点力作用下的物体的平衡.
(1)物体受三个力作用而平衡时,以上方法都可
应用,具体方法应视解决问题方便而定.
(2)利用正交分解法时,坐标轴的选择原则是尽量使落在 x、y
在自然界,物体存在的形式是多种多样的,矗立的岩石 和各类建筑,马路上逐渐加速的汽车,匀速上升的电梯上站 立的人,绕太阳运转的地球等等.我们描述某物体状态时常 用“平衡”这个词.大家能否联想一下自己的日常生活中的 例子,哪些物体是平衡的?在物理学中“平衡”这个词究竟 是什么含义?
提示:保持原有运动状态不变叫做平衡,即速度恒定不变的 物体就是平衡的物体.这里包括速度恒为零的静止状态,它 是一种静态的平衡;也包括运动的平衡,即速度不为零,但 大小方向都不变的匀速直线运动状态.
[解析] 平衡状态的运动学特征是 a=0,物体的速度在某一 时刻为零,加速度可能不为零,A 错;物体相对另一物体静 止,相对地面不一定静止,故不一定处于平衡状态,B 错; 物体所受合外力为零,加速度为零,一定处于平衡状态,C 对;物体做匀加速运动,所受合外力不为零,不处于平衡状 态,D 错. [答案] C
(1)平衡状态是指加速度为零的状态(即物体所 受合外力为零),而不是速度为零的状态. (2)在力学中,当物体缓慢移动时,往往认为物体处于平衡状 态.
物体在共点力作用下,下列说法正确的是( ) A.物体的速度在某一时刻等于零时,物体就一定处于平衡 状态 B.物体相对另一物体保持静止时,物体一定处于平衡状态 C.物体所受合外力为零时,就一定处于平衡状态 D.物体做匀加速运动时,物体处于平衡状态

中小学优质课件共点力作用下物体的平衡(1)课件.ppt

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答案 C
(双选)如图233所示,在光滑的水 平地面上放置一质量为m的物块,一劲度 系数为k的弹簧的一端与其拴接,另一端 拴接在竖直的墙上,现把物块向右拉出一 段距离时力为F.再撤去该力,经过时间t, 物块经过平衡位置O,此时的速度为v.则 ()
图233
AB..物物体体被被拉拉出出的的距距离离ss2FkF k
•例线2把两(单个选质)如量图未2知-3-的4所小示球.用悬轻挂质起细来,
今对于球a持续施加一个向左偏下 30°的恒力,并对小球b持续施加一 个向右偏上30°的同样大的恒力,
最后达到平衡,则表示平衡状态的 图可能是( )
图2-3-4
•考点 整体法与隔离法
•解析 解法1:以a、b两球及连接a、b球间的绳
为例,只列出两个小球的水平方程就可以,见 图.

对a:F1cos30°=T1sinβ+T2sinα

对b:F2cos30°=T2sinα

因为F1=F2,所以T1sinβ=0,T1≠0,所以
β=0.

答案 A
•点内评部的在相力互的作平用衡问,题简中化,解用题整过体程.法一可般以在省分略析系外统
力对系统的作用时,用整体法;在分析系统内各 物体间(或各部分间)相互作用时,用隔离法;有 时解答一个问题需要多次选取研究对象,整体法 和隔离法交叉应用.
温馨 提 示
• 用整体法研究问题时往往要省略系 统内部的相互作用.
• 在场强为E、方向竖直向下
的匀强电场中,有两个质量均为
m的带电小球,电量分别为+2q和
-q.两小球用长为l的绝缘细线相连,
另用绝缘细线系住带正电的小球
悬挂于O点而处于平衡状态,如
图2-3-5所示.重力加速度为g,细

《共点力的平衡》课件ppt

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作用,这三个力的作用线相交于一点,是共点力;
(2)方法1:利用合成法。根据共点力平衡的条件可知,挂牌所受
三个共点力的合力为零,即任意两个力的合力与第三个力等大
反向,这样就可以利用解三角形的知识,确定绳的拉力大小。
方法2:正交分解法。因为挂牌所受三个共点力的合力为零,所以将各力沿两个互
相垂直的方向正交分解后,有Fx=0;Fy=0,由方程即可确定绳的拉力大小。
,c点悬挂质量为m2
的重物,平衡时ac正好水平,此时d点正好与ac在同
5
一水平线上且到b点的距离为l,到a点的距离为 4l

1
(重力加速度为g),则两重物的质量的比值 2 为
(
5
A.2
)
B.2
5
C.4
3
D.5
解析法一:合成法
因c点处于平衡状态,所以任意两个力的合力均与第三个力大小相等,方向
相反,如图甲所示,根据平行四边形定则将力F与T1 合成,
等数学知识求解未知力
要点笔记 正交分解法是根据需要分解,目的是把各力分解到相互垂直的
两个方向上去,便于在每条轴上运用代数运算来解决矢量的合成。
2.解决共点力作用下物体平衡问题的一般思路
[实例引导]
例2如图所示,一条不可伸长的轻质细绳一端跨过光
滑钉子b悬挂一质量为m1的重物,悬挂点为d,另一端

与另一轻质细绳相连于c点,ac= 2
方法3:利用分解法。挂牌保持静止时,其重力有两个效果,就是沿绳使挂牌向两
侧拉绳。将重力沿两侧绳的方向分解,利用解三角形的知识,也可确定绳的拉力
大小。
[知识点拨]
1.处理静态平衡问题的常用方法
方法
合成法
分解法

共点力的平衡PPT课件

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因此,滑梯至少要 2.4 m高,儿童才能从滑梯上滑下。
任务2:用共点力平衡条件分析典型问题.
例:如图悬吊重物的细绳,其 O点被
一水平绳BO牵引,使悬绳AO段和竖
直方向成θ角。若悬吊物所受的重力为
问题1:选取的研究对象是哪个物体呢?
选取O点为研究对象
G,则悬绳AO和水平绳BO所受的拉力
问题2:O点都受到哪些力呢?
动过程中,FN1先减小后增大,FN2一直减小。
谢 谢!
将分别如何变化?
θ减小,cosθ增大,tanθ减小
F1
Hale Waihona Puke F3Gcos cos
F1
F4
减小
F2
F3
F2 F3 tan Gtan 减小
小结
利用共点力平衡条件解决问题的步骤
① 选择研究对象;
② 对研究对象进行受力分析;
F1F1
F4
F2

根据共点力的平衡条件列方程;
合成法
正交分解法
④ 求解方程;
高中物理 必修第一册
第三章

5节
共点力的平衡
学习目标
任务1:理论探究共点力作用下物体的平衡条件.
任务2:用共点力平衡条件分析典型问题.
任务3:物体的动态平衡问题.
任务1:理论探究共点力作用下物体的平衡条件
问题情境:如图,图甲、乙、丙、丁分别画出
了重力为G 的木棒在力F1 和F2 的共同作用下
处于平衡状态的情况,这些力都位于同一平
问题
2.在两个共点力作用下的物体,保持平衡的条件是什么?
F1
F2
作用在同一物体上的两个力,如果大小相等、方向相反,
并且在同一条直线上,这两个力平衡。
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例4、在图中所示的支架上的C点挂上一个物体,物体的
重力为200N,已知AB=40cm,AC=60cm,BC=80cm,假设杆
只在沿杆的方向有力的作用,求挂了重物后AC和BC两杆
所受力。
F
FB
C
F FBC FAC AB BC AC
C T
A FAC
B
200FBCFAC 40 80 60 解得:FAC=300N
正交分解法把矢量运算转化成标量运算,极大的降低了数学
应用的难度。
正交分解法解平衡问题的一般思维程序为
①选择研究对象:处于平衡状态下的物体; ②对研究对象进行受力分析,画好受力图; ③建立直角坐标系(原则是尽量减少力的分解); ④根据平衡条件布列方程
F0
F x
F y
0 0
⑤解方程(组),必要时验证结论。
F1
F12
F2
还要加大小为10牛,
F3
方向与F12相反的力
小结: 当物体受三个力作用 处于平衡状态时,则任意两 个力的合力一定与第三个力 大小相等方向相反,作用在 同一直线上
第二章 D 共点力的平衡(一)

问题2:若物体受到三个力作用处于平衡状态,其中F1、F2大 小均为5牛,且夹角为120°则F3大小为多少?与F1的夹角为 多少?
第二章 D 共点力的平衡(二)

讨论:物体在一个拉力F作用下作匀速直线运动时, F一定是否等于阻力? 例2、如图所示,重100牛的物体受斜向上拉力F的作用在 水平面上匀速运动。已知F大小为20牛,方向为与水 平方向夹300角。求地面对物体的阻力和支持力。
F
第二章 D 共点力的平衡(二)
二。
解:
正交分解法:
3.根据作用效果,准确进行力的分解(或力的合成)
4.根据平衡条件,列方程求解
重要推论 ——当物体处于平衡状态时,它所受的某一个力与它受的其 余的力的合力等值反向。
正交分解法
此方法是力学解题中应用最普遍的方法,应注意学习。
⑴共点力作用下物体的平衡条件是:F合= 0; ⑵在建立直角坐标系时,要考虑尽量减少力的分解。
G F2
FN=F1=Gtanα
共点力的平衡
例1:如图所示,一个重为G的圆球,被一段细绳挂在
竖直光滑墙上,绳与竖直墙的夹角为α,则绳子
的拉力和墙壁对球的弹力各是多少?
y
F Fy
解法三:正交分解法
α Fx
α
FN
x
X:FN-Fsinα=0 Y:Fcosα-G=0
G
解得:F=G/cosα
FN=Gtanα
共点力的平衡条件 共点力的平衡解题方法小结 1.正确选取研究对象 2.隔离物体,分析物体的受力,画出受力图
共点力作用下物体的平衡
从高耸的山峰、凌空托起的巨石到我们脚下的 大地;从摩天高楼、电视塔到家庭中的家具,摆设, 无一不处于平衡状态。
共点力的平衡 一.共点力 作用在物体的同一点,或作用线相交于一点的几个力称为共点力。
N
F1
F2
F1
f
F 限速 40km/s
F3
F2
G
G
❖为了明确表示物体所受的共点力,在作示意图时,可
结论:
当物体受到三个力作用平衡时,其所受合外 力必定为0;
第二章 D 共点力的平衡(一)
一。
利用力的平行四边形定则和二力平衡条件,你能否导出 多个共点力的平衡条件?
F3 F2 O
F4
F123 F12 共点力作用下物体的平衡条件:
F1 物体所受合外力为0

思考:
第二章 D 共点力的平衡(Байду номын сангаас)
问题1:两个大小分别为6牛和8牛的力互成90˚,作用在一个质 点上,要使物体平衡,还应加一个多大的力?方向如何?
Y
X轴:f = FX Y轴:N+FY= G
X轴:f = Fcos300 Y轴:N+Fsin300= G
NF FY
f
FX
X
G
例3、图所示,氢气球的重力G=10N,氢气球所受空气浮力 为16N,由于水平风力的作用使牵扯住氢气球的细绳与地 面夹角为60°,试求氢气球所受细绳拉力和风力的大小。 (忽略氢气球的重力)
F3
F1
F12 F2 F3=5牛,与F1夹角为120 °
小结:大小相等的三个力 作用于物体平衡时,三 力夹角互成120°
共点力的平衡条件
(1)物体受两个共点力作用时的平衡条件。 二力平衡的条件是:两个力的大小相等、
方向相反,并在同一直线上。 即F合=0。
(2)物体受两个以上共点力作用时的平衡条件。 当物体受到 三个共点力 作用时,它的平衡条 件又是什么呢?
F合=0
平衡条件:
——在共点力作用下物体的平衡条件是合力等于零。
共点力的平衡
例1:如图所示,一个重为G的圆球,被一段细绳挂在
竖直光滑墙上,绳与竖直墙的夹角为α,则绳子 的拉力和墙壁对球的弹力各是多少?
F
α
FN
G
共点力的平衡
例1:如图所示,一个重为G的圆球,被一段细绳挂在 竖直光滑墙上,绳与竖直墙的夹角为α,则绳子的拉 力和墙壁对球的弹力各是多少?
FBC=400N
例5: 如图示半径为r,表面光滑的半球体被固定在水平
拓展:若再减小绳长L,上述二力大小将如何变化?
F
α
解法一:合成法
FN
α
F=F合=G/cosα
G F合
FN=Gtanα
共点力的平衡
例1:如图所示,一个重为G的圆球,被一段细绳挂在
竖直光滑墙上,绳与竖直墙的夹角为α,则绳子 的拉力和墙壁对球的弹力各是多少?
F
α
F1
FN
α
解法二:分解法 F=F合=F2=G/cosα
以把这些力的作用点画到它们作用线的公共交点上。
❖在不考虑物体转动的情况下,物体可以当作质点看待, 所以力的作用点都可以画在受力物体的重心上。
共点力的平衡状态 二.寻找共点力的平衡条件
平衡状态
——物体处于静止或者匀速直线运动的状态叫
做平衡状态。
N
N
N
f
f
F
G
G
静止在桌面上的木块 匀速行驶的汽车
G 静止在斜面上的木块
共点力的平衡状态
平衡的种类 A.静平衡:物体保持静止状态 B.动平衡:物体保持匀速直线运动状态。 如果物体缓慢移动则称为准静态。
平衡状态的运动学特征: V=0 或V不变,即:a=0
注意:保持静止和瞬时速度为0不同
第二章 D 共点力的平衡(一) 二力平衡的条件是什么?
T
大小相等、方向相反、作用在同一直
线上,也就是两个力的合力为0
G
第二章 D 共点力的平衡(一)

如果物体受到三个不在一直线上的共点力作用,又满足什 么条件时才能保持平衡?你能不能根据学过的力的合成及二力 平衡的知识来分析一下 ?
提示:可先求出其中任意两个力的合力,使三个
力变成二个力,再看这两个力的合力是否为零。
N
(三个力的合成)
N2 G
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