高三物理力与平衡PPT优秀课件
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高三物理 专题一 力和物体的平衡 课件(49张ppt人教版) (共49张PPT)
专题一 力与物体的平衡
内容索引
相关知识链接 规律方法提炼 高考题型1 受力分析 整体法与隔离法的应用 高考题型2 静态平衡问题 高考题型3 动态平衡问题 高考角度1 绳上的“死结”和“活结”模型 高考角度2 电磁场中的平衡问题
相关知识链接 规律方法提炼
相关知识链接
1.弹力
(1)大小：弹簧在弹性限度内，弹力的大小可由胡克定律F＝kx计算；一
4.安培力
(1)大小：F＝ BIL ，此式只适用于B⊥I的情况，且L是导线的有效长度，
当B∥I时F＝ 0 .
(2)方向：用 左手 定则判断，安培力垂直于B、I决定的平面.
5.洛伦兹力
(1)大小：F＝
，此式只适用于B⊥v的情况.当B∥v时F＝ .
(2)方向：用 定则判断，洛伦兹力垂直于B、v决定的平面，洛伦兹力不做功.
3.带电体的平衡问题仍然满足
条件，只是要注意准确分析场力——
电场力、安培力或洛伦兹力.
4.如果带电粒子在重力场、电场和磁场三者组成的复合场中做直线运动，
则一定是
，因为F洛⊥v.
3.带电体的平衡问题仍然满足 平衡 条件，只是要注意准确分析场力—— 电场力、安培力或洛伦兹力. 4.如果带电粒子在重力场、电场和磁场三者组成的复合场中做直线运动， 则一定是 匀速直线运动 ，因为F洛⊥v.
本课结束
规律方法提炼
1.处理平衡问题的基本思路
确定平衡状态(加速度为 )→巧选研究对象(整体法或隔离法)→受力分
析→建立平衡方程→求解或作讨论.
2.常用的方法
(1)在判断弹力或摩擦力是否存在以及确定它们的方向时常用
法.
(2)求解平衡问题时常用二力平衡法、矢量
法、正交分解法、相
内容索引
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1.弹力
(1)大小：弹簧在弹性限度内，弹力的大小可由胡克定律F＝kx计算；一
4.安培力
(1)大小：F＝ BIL ，此式只适用于B⊥I的情况，且L是导线的有效长度，
当B∥I时F＝ 0 .
(2)方向：用 左手 定则判断，安培力垂直于B、I决定的平面.
5.洛伦兹力
(1)大小：F＝
，此式只适用于B⊥v的情况.当B∥v时F＝ .
(2)方向：用 定则判断，洛伦兹力垂直于B、v决定的平面，洛伦兹力不做功.
3.带电体的平衡问题仍然满足
条件，只是要注意准确分析场力——
电场力、安培力或洛伦兹力.
4.如果带电粒子在重力场、电场和磁场三者组成的复合场中做直线运动，
则一定是
，因为F洛⊥v.
3.带电体的平衡问题仍然满足 平衡 条件，只是要注意准确分析场力—— 电场力、安培力或洛伦兹力. 4.如果带电粒子在重力场、电场和磁场三者组成的复合场中做直线运动， 则一定是 匀速直线运动 ，因为F洛⊥v.
本课结束
规律方法提炼
1.处理平衡问题的基本思路
确定平衡状态(加速度为 )→巧选研究对象(整体法或隔离法)→受力分
析→建立平衡方程→求解或作讨论.
2.常用的方法
(1)在判断弹力或摩擦力是否存在以及确定它们的方向时常用
法.
(2)求解平衡问题时常用二力平衡法、矢量
法、正交分解法、相
《高三物理力的平衡》PPT课件
形物块始终保持静止．地面对楔形物块的支持力为
(
)D
A．（M＋m）g
F
B．（M＋m）g－F C．（M＋m）g＋Fsinθ
m Mθ
D．（M＋m）g－Fsinθ 解见下页
【解析】 动态与静态等效转化
静态平衡 → 处于静止的物体 动态平衡 → 处于匀速直线运动的物体
解题基本思路：动态平衡 →静态平衡→等效变形
当带电微粒的速度垂直于磁场时，一定做匀速运动。
⑶与力学紧密结合的综合题，要认真分析受力情况和 运动情况（包括速度和加速度）。必要时加以讨论。
例1、如图，上下不等宽的平行金属导轨的EF和GH 两部分导轨间的距离为2L，IJ和MN两部分导轨间 的距离为L，导轨竖直放置，整个装置处于水平向 里的匀强磁场中，金属杆ab和cd的质量均为m，都
2、带电粒子在复合场中的运动情况： 1）直线运动： 常见的情况有： ①洛伦兹力为零（即V与B平行），重力与电场力平
衡时，做匀速直线运动；合外力恒定时做匀变速直 线运动。 ②洛伦兹力与V垂直，且与重力和电场力的合力 （或其中的一个力）平衡，做匀速直线运动。 2）圆周运动： 当带电粒子所受到合外力充当向心力时，带电粒子 做匀速圆周运动。此时一般情况下是重力恰好与电 场力平衡，洛伦兹力充当向心力。 3）一般的曲线运动： 当带电粒子所受的合力在大小、方向均不断变化时， 则粒子将做非匀变速曲线运动。
匀速下降时， Mg F kv
匀速上升时， ( M m )g kv F
解得
m 2( M F ) g
复合场平衡
1、分析思想： 带电粒子在复合场（重力场、电场、磁场）
中的运动问题，是力、电知识的综合应用问 题。其分析方法和力学问题的分析方法类似， 不同之处是多了电场力和磁场力，因此要注 意这两个力的特性在改变运动状态中所起的 作用。
高三物理力与平衡PPT教学课件
(2)108.8 N
光滑半球形物体固定在水平面上，球心正上方有 一光滑的小滑轮，轻绳的一端系一小球，放在半 球的 A 点，另一端绕过定滑轮后用力拉住，使小 球静止，如右图所示，现缓慢地拉绳，使小球沿 球面由 A 到 B 的过程中，半球对小球的支持力 N 和绳对小球的拉力 T 的大小变 化情况是( ) A．N 变大，T 变小 B．N 变小，T 先变小后变大 C．N 变小，T 先变小后变大 D．N 不变，T 变小
(1)六块楔块组成的拱券对一边支撑物的压力 是多大？
(2)如果在中间两个楔块上加一个向下的50 N的 压力F，那么其一边相邻的支撑物给予楔块的 支持弹力是多大？(g取9.8 N/kg)
【解析】 (1)六块楔块受到 的总重力 G＝6mg＝176.4 N 由二力平衡条件知拱券对
一边支撑物的压力为G2 ，即 88.2 N (2)以中间两楔块为研究对象，其受力如图所示 N1 和 N2 间夹角为 120°，由对称性可知 N1＝N2 由互成 120°角二力合成的特点知 N1＝N2＝2mg＋ N＝108.8 N
(1)合力与分力不能同时考虑，且只有作用在一个 物体上的力才能进行合成． (2)不要把受力分析与力的分解相混淆．受力分析 的研究对象是某一物体；而力的分解的对象则是 某一个力．
用三根轻绳将质量为 m 的物块悬
挂在空中，如右图所示，已知绳 ac
和 bc 与竖直方向的夹角分别为 30°
和 60°，则 ac 和 bc 绳中的拉力分
力的合成与分解
1．力是矢量，力的运算——合成与分解遵循平行
四边形定则或三角形定则，如上图，平行四边形 定则或三角形定则也是所有的矢量合成与分解时 都遵循的普遍法则． 2．合成与分解互为逆运算．力的合成有唯一解 ；力的分解若无条件限制有无数解．力的分解一 般按力的实际效果进行分解，有时也可以按照题 设条件或解题实际需要进行分解．一般情况下， 此类题目与数学知识联系密切，例如，经常用到 几何知识、三角函数知识、三角形相似等知识． 3．合力和分力是一种等效代替关系，分解是用 分力代换合力；合成则是用合力代换分力．
光滑半球形物体固定在水平面上，球心正上方有 一光滑的小滑轮，轻绳的一端系一小球，放在半 球的 A 点，另一端绕过定滑轮后用力拉住，使小 球静止，如右图所示，现缓慢地拉绳，使小球沿 球面由 A 到 B 的过程中，半球对小球的支持力 N 和绳对小球的拉力 T 的大小变 化情况是( ) A．N 变大，T 变小 B．N 变小，T 先变小后变大 C．N 变小，T 先变小后变大 D．N 不变，T 变小
(1)六块楔块组成的拱券对一边支撑物的压力 是多大？
(2)如果在中间两个楔块上加一个向下的50 N的 压力F，那么其一边相邻的支撑物给予楔块的 支持弹力是多大？(g取9.8 N/kg)
【解析】 (1)六块楔块受到 的总重力 G＝6mg＝176.4 N 由二力平衡条件知拱券对
一边支撑物的压力为G2 ，即 88.2 N (2)以中间两楔块为研究对象，其受力如图所示 N1 和 N2 间夹角为 120°，由对称性可知 N1＝N2 由互成 120°角二力合成的特点知 N1＝N2＝2mg＋ N＝108.8 N
(1)合力与分力不能同时考虑，且只有作用在一个 物体上的力才能进行合成． (2)不要把受力分析与力的分解相混淆．受力分析 的研究对象是某一物体；而力的分解的对象则是 某一个力．
用三根轻绳将质量为 m 的物块悬
挂在空中，如右图所示，已知绳 ac
和 bc 与竖直方向的夹角分别为 30°
和 60°，则 ac 和 bc 绳中的拉力分
力的合成与分解
1．力是矢量，力的运算——合成与分解遵循平行
四边形定则或三角形定则，如上图，平行四边形 定则或三角形定则也是所有的矢量合成与分解时 都遵循的普遍法则． 2．合成与分解互为逆运算．力的合成有唯一解 ；力的分解若无条件限制有无数解．力的分解一 般按力的实际效果进行分解，有时也可以按照题 设条件或解题实际需要进行分解．一般情况下， 此类题目与数学知识联系密切，例如，经常用到 几何知识、三角函数知识、三角形相似等知识． 3．合力和分力是一种等效代替关系，分解是用 分力代换合力；合成则是用合力代换分力．
《力的平衡》课件
桥梁和建筑物的稳定性
天平称重
桥梁和建筑物在设计和施工过程中， 必须考虑力的平衡问题，以确保结构 的稳定性和安全性。
天平利用力的平衡原理，通过调整砝 码的位置和重量，使天平达到平衡状 态，从而准确测量物体的质量。
车辆稳定性
车辆在行驶过程中，必须考虑力的平 衡问题，以确保车辆的稳定性和安全 性。
2023
当一个物体受到多个力作用时，若这些力相互抵消，则物体 处于平衡状态。
详细描述
多力平衡是指物体受到多个力作用，但这些力相互抵消，合 力为零，从而使物体保持静止或匀速直线运动状态。这种情 况下的平衡状态与二力平衡不同，需要考虑多个力的作用。
力的平衡与牛顿第一定律
总结词
牛顿第一定律（惯性定律）是力的平衡原理的基础，它描述了物体不受外力作用时的运动规律。
REPORTING
实验设计
实验目标
验证力的平衡原理，理解力的合 成与分解。
实验原理
基于力的平衡原理，通过构建简单 模型来观察力的合成与分解现象。
实验器材
弹簧测力计、滑轮、细线、重物等 。
实验操作与数据记录
1. 将滑轮固定在一个支架上 ，用细线穿过滑轮并悬挂重
物。
02
实验步骤
01
03
2. 在细线的另一端悬挂弹簧 测力计，记录静止时弹簧测
行各种力学分析，以确保建筑的安全性。
在体育运动中的应用
要点一
体操
在体操中，运动员需要控制身体姿态和动作，使身体各部 分受到的力达到平衡。例如，在做单杠动作时，通过调整 身体姿态和肌肉力量，使身体保持稳定和平衡，才能完成 高质量的动作。
要点二
滑雪
滑雪时，运动员需要掌握力的平衡，才能在快速滑行中保 持身体的稳定和平衡。通过调整重心和肌肉力量，运动员 可以控制滑行方向和速度。
高中物理力与物体的平衡优秀课件
• D．假设用水平拉力F1沿杆向右缓慢拉A，使之移动 0.5m ，该过程中细绳的拉力先增大后减小
•
实例探究二
[典例] 【20xx·天津卷】如下图，轻质不可伸长的晾衣
绳两端分别固定在竖直杆M、N上的a、b两点，悬挂衣服
的衣架钩是光滑的，挂于绳上处于静止状态。如果只人
为改变一个条件，当衣架静止时，以下说法正确A的B选项
是( )
b
A．绳的右端上移到 ,绳子拉力不变
B．将杆N 向右移一些，绳子拉力变大
C．绳的两端高度差越小，绳子拉力越小
D．假设换挂质量更大的衣服，那么衣架悬挂点右移
拓展：(20xx·伊春模拟)如下图，在竖直放置的
穹形光滑支架上，一根不可伸长的轻绳通过光 滑的轻质滑轮悬挂一重物G。现将轻绳的一端 固定于支架上的A点，另一端从B点沿支架缓慢 地向C点靠近。那么绳中拉力大小变化的情况 是 ( C) A．先变小后变大 B.先变小后不变 C．先变大后不变 D．先变大后变小
重力加速度g取10m/s2 ，那么〔 BC 〕
• A．假设用水平拉力 F1沿杆向右缓慢拉A，使之移动 0.5m，该过程中拉力 F1 先增大后减小
• B．假设用水平拉力 F1沿杆向右缓慢A，使之移动 0.5m ，该过程中拉力 F 1做的功为 8J
• C．假设用水平拉力 F1沿杆向右缓慢A，使之移动 0.5m ，该过程中A 受摩擦力大小为 6N
专题一：力与物体的平衡
知识回忆
• 1、什么是平衡状态？什么是平衡位置 ？些常用方法？各 种方法有什么特点？
• 3、平衡条件有哪三个推论？
实例探究一
例1．有一个直角支架AOB，AO水平放置，外表粗糙，OB
竖直向下，外表光滑．AO上套有小环P，OB上套有小环Q，两
•
实例探究二
[典例] 【20xx·天津卷】如下图，轻质不可伸长的晾衣
绳两端分别固定在竖直杆M、N上的a、b两点，悬挂衣服
的衣架钩是光滑的，挂于绳上处于静止状态。如果只人
为改变一个条件，当衣架静止时，以下说法正确A的B选项
是( )
b
A．绳的右端上移到 ,绳子拉力不变
B．将杆N 向右移一些，绳子拉力变大
C．绳的两端高度差越小，绳子拉力越小
D．假设换挂质量更大的衣服，那么衣架悬挂点右移
拓展：(20xx·伊春模拟)如下图，在竖直放置的
穹形光滑支架上，一根不可伸长的轻绳通过光 滑的轻质滑轮悬挂一重物G。现将轻绳的一端 固定于支架上的A点，另一端从B点沿支架缓慢 地向C点靠近。那么绳中拉力大小变化的情况 是 ( C) A．先变小后变大 B.先变小后不变 C．先变大后不变 D．先变大后变小
重力加速度g取10m/s2 ，那么〔 BC 〕
• A．假设用水平拉力 F1沿杆向右缓慢拉A，使之移动 0.5m，该过程中拉力 F1 先增大后减小
• B．假设用水平拉力 F1沿杆向右缓慢A，使之移动 0.5m ，该过程中拉力 F 1做的功为 8J
• C．假设用水平拉力 F1沿杆向右缓慢A，使之移动 0.5m ，该过程中A 受摩擦力大小为 6N
专题一：力与物体的平衡
知识回忆
• 1、什么是平衡状态？什么是平衡位置 ？些常用方法？各 种方法有什么特点？
• 3、平衡条件有哪三个推论？
实例探究一
例1．有一个直角支架AOB，AO水平放置，外表粗糙，OB
竖直向下，外表光滑．AO上套有小环P，OB上套有小环Q，两
最新高中物理《力和物体的平衡》精品公开课PPT课件
答案: A
以例说法
1.解平衡问题常用的方法
⇒ 多用于物体受三个以上力
而平衡.
(2)合成法F=0⇒适用于物体受三个力而平衡. 2.受力分析的顺序 一般按照“一重、二弹、三摩擦,再其他外力”的 程序,结合整体法与隔离法分析物体的受力情况.
拓展变式1-1 如图所示,某人静躺在椅子上,椅子的 靠背与水平面之间有固定倾斜角θ.若此人所受重力 为G,则椅子各部分对他的作用力的合力大小为( )
高考热点一 受力分析及共点力平衡 视角1:考查弹力、摩擦力的分析与计算 视角2:力的合成与分解的方法在平衡中的应用
【典例 1】 如图所示,与水平面夹角 为 30°的固定斜面上有一质量 m=1.0 kg 的物体.细绳的一端与物体相连, 另一端经摩擦不计的定滑轮与固定的 弹簧秤相连.物体静止在斜面上,弹簧秤的示数为 4.9 N.关于物 体受力的判断(取 g=9.8 m/s2),下列说法正确的是( ) A.斜面对物体的摩擦力大小为零 B.斜面对物体的摩擦力大小为 4.9 N,方向沿斜面向上 C.斜面对物体的支持力大小为 4.9 3 N,方向竖直向上 D.斜面对物体的支持力大小为 4.9 N,方向垂直斜面向上
力和物体的平衡
核心要点
知能要点
一、物体的受力分析 1.受力分析方法 先数研究对象有几个接触处,每个接触处最多有两个力(弹力和摩擦力).假设法 是判断弹力、摩擦力是否存在及方向的基本方法.同时注意对场力的分析. 2.善于变换研究对象:在分析物体受力情况时,往往不能直接判断它与接触的物 体间是否有相互作用的弹力和摩擦力,这时可以采用变换研究对象,用整体法 (或隔离法)先分析其他物体的受力情况,再分析被研究物体的受力情况. 3.结合运动状态及时修正:由于弹力和摩擦力都是被动力,它们的方向和大小与 物体的运动状态有关,分析物体的受力情况时,除根据力产生的条件判断外,还 必须根据物体的运动状态,结合牛顿第二定律及时修正.
以例说法
1.解平衡问题常用的方法
⇒ 多用于物体受三个以上力
而平衡.
(2)合成法F=0⇒适用于物体受三个力而平衡. 2.受力分析的顺序 一般按照“一重、二弹、三摩擦,再其他外力”的 程序,结合整体法与隔离法分析物体的受力情况.
拓展变式1-1 如图所示,某人静躺在椅子上,椅子的 靠背与水平面之间有固定倾斜角θ.若此人所受重力 为G,则椅子各部分对他的作用力的合力大小为( )
高考热点一 受力分析及共点力平衡 视角1:考查弹力、摩擦力的分析与计算 视角2:力的合成与分解的方法在平衡中的应用
【典例 1】 如图所示,与水平面夹角 为 30°的固定斜面上有一质量 m=1.0 kg 的物体.细绳的一端与物体相连, 另一端经摩擦不计的定滑轮与固定的 弹簧秤相连.物体静止在斜面上,弹簧秤的示数为 4.9 N.关于物 体受力的判断(取 g=9.8 m/s2),下列说法正确的是( ) A.斜面对物体的摩擦力大小为零 B.斜面对物体的摩擦力大小为 4.9 N,方向沿斜面向上 C.斜面对物体的支持力大小为 4.9 3 N,方向竖直向上 D.斜面对物体的支持力大小为 4.9 N,方向垂直斜面向上
力和物体的平衡
核心要点
知能要点
一、物体的受力分析 1.受力分析方法 先数研究对象有几个接触处,每个接触处最多有两个力(弹力和摩擦力).假设法 是判断弹力、摩擦力是否存在及方向的基本方法.同时注意对场力的分析. 2.善于变换研究对象:在分析物体受力情况时,往往不能直接判断它与接触的物 体间是否有相互作用的弹力和摩擦力,这时可以采用变换研究对象,用整体法 (或隔离法)先分析其他物体的受力情况,再分析被研究物体的受力情况. 3.结合运动状态及时修正:由于弹力和摩擦力都是被动力,它们的方向和大小与 物体的运动状态有关,分析物体的受力情况时,除根据力产生的条件判断外,还 必须根据物体的运动状态,结合牛顿第二定律及时修正.
高中物理力的平衡优秀课件
Thanks
A . N1Leabharlann 大 C . N2减小B . N1减小 D . N2增大
G
真题体验
【例题3】 如下图，弹簧AB原长为35cm，A端挂一个重50N的 重物，置于倾角为30°的斜面上。手执弹簧的B端，当物体匀 速下滑时，弹簧的长度为40cm，匀速上滑时弹簧长度为50cm ，求弹簧的劲度系数及物体与斜面间的动摩擦因数。
判断
〔1〕某时刻物体的速度为零,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〕物体处于平衡状态时加速度一定为零。 〔4〕物体处于平衡状态时任意方向的合力均为零。 〔5〕如果一个物体受到三个力作用而保持静止状态，那么其 中任意两力的合力与第三个力等大反向。
真题体验
【例题1】如下图，三根完全相同的绳子 在O 点打结将质量为m 的重物挂起并处于静 止状态，AO 绳与竖直方向的夹角为θ，OB 绳呈水平状态，求此时两绳AO、OB 的拉力 。
解题思路
力的效果分解法、正交分解法、合成法都是常见的解题方法。〔1〕在物体受不超过 三个力的情况下，一般用力的分解法、合成法解题较为简单。在三角形中找几何关系, 利用几何关系求解。 〔2〕在物体受超过三个力的情况下,一般选用正交分解法处理。在采用正交分解法时， 应注意建立适当的直角坐标系，要使尽可能多的力落在坐标轴上。
平衡状态下力的合成与分解
刘紫宇
知识清单
1.共点力：如果几个力都作用在物体的同一点上,或者几个力的 作用线相交于同一点,这几个力就称为共点力。
2.平衡状态：物体保持静止或者做匀速直线运动的状态叫做平 衡状态
3.平衡条件：作用在物体上的几个力的合力为零,叫做力的平衡。
F合=0; Fx合=0 , Fy合=0
《力的平衡》课件
《力的平衡》PPT课件
力的平衡是物体在不动或匀速直线运动的条件之一，它是物体上受力和力的 合力为零的状态。
力的平衡的定义
力的平衡是指物体上受力和力的合力为零的状态。在这种状态下，物体不会 发生运动或者维持着匀速直线运动。
力的平衡的原理
1 牛顿第一定律
物体静止或匀速直线运动的状态维持不变，除非有外力作用。
2 合力为零
力的合力为零是维持力的平衡的基本原理。
3 力的作用反作用定律
作用在同一个物体上的力和反作用力大小相等，方向相反。
力的平衡的条件
力的合力为零
物体上作用的所有力的合 力为零。
力的合力矩为零
物体上作用的所有力的合 力矩为零。
物体处于静止或匀速 直线运动
保持物体静止或者在匀速 直线运动的状态。
3
体育运动
4
力的平衡在许多体育运动中扮演重要 角色，如体操、滑雪、武术等。
建筑与工程
力的平衡原理应用于设计建筑物和各 种工程项目，确保结构的稳定和安全。
机械工程
机械工程中的各种机械装置和机械原 理都涉及到力的平衡和的绳子实验
用白板、绳子和重物进行实验，演示力的平衡的原理。
力的平衡的示例
平衡力和杠杆原理
秋千或者跷跷板上两边的力平 衡使得物体保持水平，基于杠 杆原理。
桥梁结构平衡
桥梁结构中的许多力平衡保证 桥梁的稳定性和安全性。
书架上的力平衡
书架上的书籍和物品的重力被 平衡和支持，使其不倒塌。
力的平衡的应用
1
交通运输
2
力的平衡理论对汽车、火车、飞机等
交通工具的设计和运行至关重要。
2 测量力和合力矩实验
通过使用测力计和杠杆臂进行实验，测量力和计算合力矩。
力的平衡是物体在不动或匀速直线运动的条件之一，它是物体上受力和力的 合力为零的状态。
力的平衡的定义
力的平衡是指物体上受力和力的合力为零的状态。在这种状态下，物体不会 发生运动或者维持着匀速直线运动。
力的平衡的原理
1 牛顿第一定律
物体静止或匀速直线运动的状态维持不变，除非有外力作用。
2 合力为零
力的合力为零是维持力的平衡的基本原理。
3 力的作用反作用定律
作用在同一个物体上的力和反作用力大小相等，方向相反。
力的平衡的条件
力的合力为零
物体上作用的所有力的合 力为零。
力的合力矩为零
物体上作用的所有力的合 力矩为零。
物体处于静止或匀速 直线运动
保持物体静止或者在匀速 直线运动的状态。
3
体育运动
4
力的平衡在许多体育运动中扮演重要 角色，如体操、滑雪、武术等。
建筑与工程
力的平衡原理应用于设计建筑物和各 种工程项目，确保结构的稳定和安全。
机械工程
机械工程中的各种机械装置和机械原 理都涉及到力的平衡和的绳子实验
用白板、绳子和重物进行实验，演示力的平衡的原理。
力的平衡的示例
平衡力和杠杆原理
秋千或者跷跷板上两边的力平 衡使得物体保持水平，基于杠 杆原理。
桥梁结构平衡
桥梁结构中的许多力平衡保证 桥梁的稳定性和安全性。
书架上的力平衡
书架上的书籍和物品的重力被 平衡和支持，使其不倒塌。
力的平衡的应用
1
交通运输
2
力的平衡理论对汽车、火车、飞机等
交通工具的设计和运行至关重要。
2 测量力和合力矩实验
通过使用测力计和杠杆臂进行实验，测量力和计算合力矩。
高三物理 第一章力与物体的平衡课件
h
3
(3)考查重点是两个弹簧类的问题
①弹簧有竖直的，也有水平的，
②注意弹簧与物体是否拴接。
③注意弹簧形变情况
EPG12G2G1k1G2G k22
④要注意所求距离与形变量关系
例1.如图所示,两物体重分别为G1.G2,两弹簧劲度分别为 k1.k2G2,最后平衡时拉力F=G1+2G2,求该过程系统重力势能 的增量.
h
20
例1.如图所示,AC是上端带有定滑轮的竖直杆,质量不计的 轻杆BC一端通过铰链固定在杆AC上的C点,另一端B悬挂 一重为C的物体,同时B端还系一根轻绳绕过定滑轮A用一 拉力F拉住.开始时,∠BCA大于90°,现用拉力F使∠BCA缓 慢减小,直到BC接近竖直位置的过程中,杆BC所受的压力N 和细绳的拉力T如何变化?
弹性形变。 (2)有无的判断:(结合物体运动状态)利用假设法。 例:如右图分析物体的受力(另a<g；a>g呢)
:
与（施力物体）形变方向相反
(1)压力、支持力的方向总是垂直于接触面
温馨提示:接触面为圆弧或球面时,弹力一定过球心
(2)绳对物体的拉力总是沿着绳收缩的方向。
(3)杆的弹力方向不一定沿着杆。
mA=2m
(1)轻绳AC段的张力FAC与细绳EP的张力FEP之比； (2)横梁BC对C端的支持力； (3)轻杆HP对P端的支持力．
(1) (2)100 N，方向与水平方向成30°角斜向
右上方 (3)173 N，方向水平向h右
2
AOB等于60°,
杆上分别套着两个质量都是m的小环,两环由
可伸缩的弹性绳连接,若在绳的中点C施以沿角AOB 的角
平分线水平向右的拉力F,缓慢地拉绳,待两环受力达到平衡
“高中物理课件-力的平衡和平衡条件”
动平衡
物体所受合力及力矩之和均为0时，处于动平衡 状态。
平衡条件的定义和解释
力的平衡条件
物体所受合外力等于0。
转动平衡条件
物体所受合外力的力矩本方程式
ΣF = 0
2 应用范围
适用于只有一个方向或一条 直线上的力的平衡问题。
3 解决方法
通过向量和坐标系相互转化，解方程得到未知数的值。
物体保持静止或匀速直线运 动的平衡状态。
2 动力学平衡
物体在加速度为0的情况下保 持平衡的状态。
3 应用范围
静力学适用于静止或匀速直线运动的物体，动力学适用于加速度为0 的物体。
向心力与平衡条件
向心力的定义
当物体做圆周运动时，它所受力线方向向圆心，大 小与速度、质量和半径有关。
向心力与平衡条件
在圆周运动中，物体所受向心力为转动平衡条件。
二维力学的平衡条件
1
分解力
将力分解为水平和竖直方向，在每个方向上应用ΣF= 0
2
计算力矩
通过计算每个力的力臂，求出每个力的力矩，然后应用ΣM= 0。
3
解决方法
使用三角函数计算力的分量和力臂，并代入平衡条件解方程。
平衡力的示例和分析
起重机
起重机的稳定性依赖于塔的平衡 状态。
桥梁设计
设计一个稳定的桥梁需要考虑所 有受力方向。
平衡条件的数学表达式
条件类型 力的平衡条件 转动平衡条件
数学表达式 ΣF=0 ΣM=0
平衡条件的应用案例
桥梁建设
设计一个稳定的桥梁需要考虑 所有受力方向。应用平衡条件 解决相关问题。
机械工程
静态力学平衡是机械工程中的 重要应用，例如机器设计、起 重机械等。
土木工程
物体所受合力及力矩之和均为0时，处于动平衡 状态。
平衡条件的定义和解释
力的平衡条件
物体所受合外力等于0。
转动平衡条件
物体所受合外力的力矩本方程式
ΣF = 0
2 应用范围
适用于只有一个方向或一条 直线上的力的平衡问题。
3 解决方法
通过向量和坐标系相互转化，解方程得到未知数的值。
物体保持静止或匀速直线运 动的平衡状态。
2 动力学平衡
物体在加速度为0的情况下保 持平衡的状态。
3 应用范围
静力学适用于静止或匀速直线运动的物体，动力学适用于加速度为0 的物体。
向心力与平衡条件
向心力的定义
当物体做圆周运动时，它所受力线方向向圆心，大 小与速度、质量和半径有关。
向心力与平衡条件
在圆周运动中，物体所受向心力为转动平衡条件。
二维力学的平衡条件
1
分解力
将力分解为水平和竖直方向，在每个方向上应用ΣF= 0
2
计算力矩
通过计算每个力的力臂，求出每个力的力矩，然后应用ΣM= 0。
3
解决方法
使用三角函数计算力的分量和力臂，并代入平衡条件解方程。
平衡力的示例和分析
起重机
起重机的稳定性依赖于塔的平衡 状态。
桥梁设计
设计一个稳定的桥梁需要考虑所 有受力方向。
平衡条件的数学表达式
条件类型 力的平衡条件 转动平衡条件
数学表达式 ΣF=0 ΣM=0
平衡条件的应用案例
桥梁建设
设计一个稳定的桥梁需要考虑 所有受力方向。应用平衡条件 解决相关问题。
机械工程
静态力学平衡是机械工程中的 重要应用，例如机器设计、起 重机械等。
土木工程
《高三物理力与平衡》PPT课件
30 T 3 mg
3
26
O
m
θB
h
六、物体的受力分析
1．明确研究对象：在进行受力分析时，研究对象可 以是某一个物体，也可以是保持相对静止的若干个 物体。研究对象确定以后，只分析研究对象所受的 外力，不分析研究对象施予外界的力。
2．按力的性质，顺序找力：如重力、电场力、磁场 力、弹力、摩擦力等（切不可按力的作用效果来画 力（如向心力、动力等），这样容易漏分析或重复 分析）
N
AB
F1
F2
G
25
dm
15 l 4
h
思考: 如将 B 点沿墙移动一些，结论又如何？
例13．如图所示，轻绳的 一端固定在水平天花板上 A 的A点，另一端固定在竖 直墙上的B点，图中 OA=OB=l，轻绳长2l，不 计质量和摩擦的小动滑轮 下悬吊质量为m的物体， 将该装置跨在轻绳上，求 系统达到静止时绳所受的 拉力T是多大？
2. 摩擦力方向：摩擦力方向与物体间相对运动（或 相对运动趋势）的方向相反，与物体的运动方向 无关。(一般多利用平衡、牛顿定律等规律来判断)
两物体间有弹力时不一定有摩擦 力，但有摩擦力时一定有弹力.
13
h
例. 在下列各种情况下，标出物体A所受的摩擦力的 方向，并求该摩擦力方向和物体A运动方向的夹 角。
N
F
H
N R G 不变
H
G
32
h
例18. 如图所示，物体A靠在竖直墙面上，在竖直向 上的推力F作用下，A、B保持静止。物体A、B的 受力的个数分别为
A．4，3 B．3，3 C．3，4 D．5，4
N
f
A F
A B F
G1
B N’
f’
3
26
O
m
θB
h
六、物体的受力分析
1．明确研究对象：在进行受力分析时，研究对象可 以是某一个物体，也可以是保持相对静止的若干个 物体。研究对象确定以后，只分析研究对象所受的 外力，不分析研究对象施予外界的力。
2．按力的性质，顺序找力：如重力、电场力、磁场 力、弹力、摩擦力等（切不可按力的作用效果来画 力（如向心力、动力等），这样容易漏分析或重复 分析）
N
AB
F1
F2
G
25
dm
15 l 4
h
思考: 如将 B 点沿墙移动一些，结论又如何？
例13．如图所示，轻绳的 一端固定在水平天花板上 A 的A点，另一端固定在竖 直墙上的B点，图中 OA=OB=l，轻绳长2l，不 计质量和摩擦的小动滑轮 下悬吊质量为m的物体， 将该装置跨在轻绳上，求 系统达到静止时绳所受的 拉力T是多大？
2. 摩擦力方向：摩擦力方向与物体间相对运动（或 相对运动趋势）的方向相反，与物体的运动方向 无关。(一般多利用平衡、牛顿定律等规律来判断)
两物体间有弹力时不一定有摩擦 力，但有摩擦力时一定有弹力.
13
h
例. 在下列各种情况下，标出物体A所受的摩擦力的 方向，并求该摩擦力方向和物体A运动方向的夹 角。
N
F
H
N R G 不变
H
G
32
h
例18. 如图所示，物体A靠在竖直墙面上，在竖直向 上的推力F作用下，A、B保持静止。物体A、B的 受力的个数分别为
A．4，3 B．3，3 C．3，4 D．5，4
N
f
A F
A B F
G1
B N’
f’
《高三物理力的平衡》课件
05
力的平衡练习题及解析
基础题
总结词
巩固基础概念
题目1
一个物体受到两个力作用，当这两个力大小相等，方向相反时，物 体将处于什么状态？
题目2
一个重为100N的桌子，放在水平地面上，受到向上10N的拉力， 此时桌子所受的合力为多少？
中等题
1 2 3
总结词
提升问题解决能力
题目1
一个质量为5kg的物体，受到两个力作用， F1=10N，F2=20N，求物体所受合力的大小和 方向。
一个重为100N的桌子，放在水平地面上，受到水平向右的拉力，拉力
大小为20N，求桌子所受合力的大小和方向。
THANK YOU
感谢聆听
04
力的平衡解题方法
解析法
总结词
通过建立力的坐标系，利用数学解析方法求解力的平衡问题。
详细描述
解析法是一种基于数学解析技巧的力的平衡解题方法。通过建立力的坐标系， 将力表示为坐标的函数，利用数学解析方法求解，得到力的平衡条件。解析法 适用于解决较为复杂的多力平衡问题。
代数法
总结词
通过力的加减、乘除等代数运算，求 解力的平衡问题。
在一维力的平衡中，物体只受到一个方向的力作用，如沿直线运 动的物体仅受到摩擦力或推力等。要保持一维力的平衡，作用力 和反作用力的大小相等，方向相反，且作用在同一条直线上。
二维力的平衡
二维力的平衡是指物体在平面内受到力的作用，其平衡状态表现为静止或匀速圆 周运动。
在二维力的平衡中，物体受到两个方向的力作用，如静止在桌面的物体受到重力 和支持力的作用。要保持二维力的平衡，需要满足力矩平衡条件，即合力矩为零 。
详细描述
代数法是一种基于代数运算的力的平 衡解题方法。通过将力进行加减、乘 除等代数运算，建立力的平衡方程， 求解得到各力的值。代数法适用于解 决简单的多力平衡问题。
《高三物理力的平衡》PPT课件
（B ）A．mg B．2mg C．3mg F D．4mg
Fm gBI2L
BILmg
h
mg
F安
17
❖ 2.西安市重点中学如图所示，匀强磁场沿水 平方向，垂直纸面向里，磁感强度B=1T，匀 强电场方向水平向右，场强N/C。一带正电 的微粒质量m=2×10-6kg，电量q=2×10-6C， 在此空间恰好作直线运动，问：
所以
evoBeU/d B U 2.5104T
vod
h
26
பைடு நூலகம்
（2）电子在电场中运动的加速度大小
a eU md
运动时间
t l
v
所以电子离开电场时偏转的距离
y1 2a2t2emU 2d02l v1.11 02m
（3）由于电子在电场中偏转的过程，电场力对电子 做正功，根据动能定理可知，电子动能的增量
E k eU /d y 8 .8 1 1 0 J 8
两个斜面上并由静止释放；若交换两滑块位置，再
由静止释放．则在上述两种情形中正确的有
( BD ) A．质量为2m的滑块受到重力、绳的张力、沿斜面 的下滑力和斜面的支持力的作用
B．质量为m的滑块均沿斜面向上运动 2m
C．绳对质量为m滑块的拉力
均大于该滑块对绳的拉力
30°
h
D．系统在运动中机械能均守恒 解见下页
本题可用整体法的牛顿第二定律解题，
竖直方向由平衡条件：
N + Fsin θ= Mg + mg
F
M
M+m
m θ
h
8
2008年高考理综宁夏卷20 3、一有固定斜面的小车在水平面上做直线运动， 小球通过细绳与车顶相连．小球某时刻正处于图示 状态．设斜面对小球的支持力为N，细绳对小球的 拉力为T，关于此时刻小球的受力情况，下列说法 正确的是 （ A B ）
Fm gBI2L
BILmg
h
mg
F安
17
❖ 2.西安市重点中学如图所示，匀强磁场沿水 平方向，垂直纸面向里，磁感强度B=1T，匀 强电场方向水平向右，场强N/C。一带正电 的微粒质量m=2×10-6kg，电量q=2×10-6C， 在此空间恰好作直线运动，问：
所以
evoBeU/d B U 2.5104T
vod
h
26
பைடு நூலகம்
（2）电子在电场中运动的加速度大小
a eU md
运动时间
t l
v
所以电子离开电场时偏转的距离
y1 2a2t2emU 2d02l v1.11 02m
（3）由于电子在电场中偏转的过程，电场力对电子 做正功，根据动能定理可知，电子动能的增量
E k eU /d y 8 .8 1 1 0 J 8
两个斜面上并由静止释放；若交换两滑块位置，再
由静止释放．则在上述两种情形中正确的有
( BD ) A．质量为2m的滑块受到重力、绳的张力、沿斜面 的下滑力和斜面的支持力的作用
B．质量为m的滑块均沿斜面向上运动 2m
C．绳对质量为m滑块的拉力
均大于该滑块对绳的拉力
30°
h
D．系统在运动中机械能均守恒 解见下页
本题可用整体法的牛顿第二定律解题，
竖直方向由平衡条件：
N + Fsin θ= Mg + mg
F
M
M+m
m θ
h
8
2008年高考理综宁夏卷20 3、一有固定斜面的小车在水平面上做直线运动， 小球通过细绳与车顶相连．小球某时刻正处于图示 状态．设斜面对小球的支持力为N，细绳对小球的 拉力为T，关于此时刻小球的受力情况，下列说法 正确的是 （ A B ）
《力的平衡》参考课件(共16张PPT)
一、力的平衡
平衡状态： 物体在不受外力的时候将保持
静止状态或匀速直线运动状态。 这种状态叫做平衡状态。
思考：能不能反过来说，凡是保持静止状态或匀
速直线运动状态的物体，都没有受到外力呢？
观察：平衡
保持平衡的杂技演员
叠放在一起的石头
匀速行驶的列车
跳伞运动员和降落伞在空中匀速直线下降
思考：杂技演员和石头各受几个力而处于静止状态？列 车和跳伞运动员各受几个力而处于匀速直线运动状态？
第八章 力与运动
力的平衡
1、什么叫合力？什么叫
分力？
2、同一直线上的二力合成是怎样的？
3、二力平衡
合力
如果一个力产生的作用效果跟 几个力共同作用产生的效果相同， 这个力就叫那几个力的合力
分力
组成合力的每一个力叫分力
1、方向相同的两个力合成时，合力 的大小为两力之和。合力方向与原 来力的方向一致。 2、方向相反的两个力合成时，合力 的 大小为两力之差，方向与较大的 力的方向一致。
二力平衡
物体在几个力的作用下处于静止
ห้องสมุดไป่ตู้
或匀速直线运动状态，我们就说该物
体处于平衡状态。 当物体在两个力的作用下处于平 衡状态时，我们就说这两个力相互平 衡，简称二力平衡。
灯泡处于什么状态？
F
---静止状态
G
吊灯
支持力 阻力 重力 牵引力
匀速直线运动的小汽车
二、二力平衡的条件
猜一猜 你认为两个力在怎样的条件 下才能平衡？请根据生活经验， 谈谈你的看法。
实验探究：二力平衡的条件
二力平衡的条件：
作用在同一物体上的两个力，如果大小 相等，方向相反，并且在同一直线上，这两 个力就彼此平衡。
相关主题
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(1)六块楔块组成的拱券对一边支撑物的压力 是多大？
(2)如果在中间两个楔块上加一个向下的50 N的 压力F，那么其一边相邻的支撑物给予楔块的 支持弹力是多大？(g取9.8 N/kg)
【解析】 (1)六块楔块受到 的总重力 G＝6mg＝176.4 N 由二力平衡条件知拱券对
一边支撑物的压力为G2 ，即 88.2 N (2)以中间两楔块为研究对象，其受力如图所示 N1 和 N2 间夹角为 120°，由对称性可知 N1＝N2 由互成 120°角二力合成的特点知 N1＝N2＝2mg＋ N＝108.8 N
THANKS
FOR WATCHING
演讲人: XXX度的有效方 法，像欧洲古罗马的万神庙、我国古代的赵 州桥(如图甲)都是拱券结构的典型建筑．拱 券结构的特点是利用石块的楔形结构，将受 到的重力和压力分解为向两边的压力，最后 由拱券两端的基石来承受．
现有六块大小、形状、质量都相等的楔块组 成一个半圆形实验拱券，如图乙所示．如果 每个楔块质量m＝3 kg，则：
(1)合力与分力不能同时考虑，且只有作用在一个 物体上的力才能进行合成． (2)不要把受力分析与力的分解相混淆．受力分析 的研究对象是某一物体；而力的分解的对象则是 某一个力．
用三根轻绳将质量为 m 的物块悬
挂在空中，如右图所示，已知绳 ac
和 bc 与竖直方向的夹角分别为 30°
和 60°，则 ac 和 bc 绳中的拉力分
别为( )
A. 23mg，21mg
B.21mg，
3 2 mg
C. 43mg，21mg
D.12mg，
3 4 mg
2．隔离法 为了弄清系统(几个物体)内某个物体的受力情 况，需要把这个物体从其他物体中隔离出来为 研究对象，对它受力分析，这种选研究对象的 方法叫隔离法．
当所涉及的物理问题是整体与外界作用时，应 用整体法分析，这时不必考虑内力的作用；当 所涉及的物理问题是物体间的作用时，应用隔 离法分析，这时原整体中相互作用的内力就会 变为各个独立物体的外力．
力的合成与分解
1．力是矢量，力的运算——合成与分解遵循平行
四边形定则或三角形定则，如上图，平行四边形 定则或三角形定则也是所有的矢量合成与分解时 都遵循的普遍法则． 2．合成与分解互为逆运算．力的合成有唯一解 ；力的分解若无条件限制有无数解．力的分解一 般按力的实际效果进行分解，有时也可以按照题 设条件或解题实际需要进行分解．一般情况下， 此类题目与数学知识联系密切，例如，经常用到 几何知识、三角函数知识、三角形相似等知识． 3．合力和分力是一种等效代替关系，分解是用 分力代换合力；合成则是用合力代换分力．
【答案】 (1)88.2 N (2)108.8 N
光滑半球形物体固定在水平面上，球心正上方有 一光滑的小滑轮，轻绳的一端系一小球，放在半 球的 A 点，另一端绕过定滑轮后用力拉住，使小 球静止，如右图所示，现缓慢地拉绳，使小球沿 球面由 A 到 B 的过程中，半球对小球的支持力 N 和绳对小球的拉力 T 的大小变 化情况是( ) A．N 变大，T 变小 B．N 变小，T 先变小后变大 C．N 变小，T 先变小后变大 D．N 不变，T 变小