高中物理《共点力的平衡》课件ppt

[题6]物体m放在粗糙的斜面上保持静止，现用水平力F推物 体m，在力F由零逐渐增加而物体m仍静止的过程中，物体m 所受的（ ）。 A、静摩擦力逐渐减小到零； B、静摩擦力的方向可能改变； C、合外力逐渐增大； D、斜面支持力增大。
作业点评
0≤≤90三角函数动态变化：
sinθ y ; r
cosθ x ; r
由平行四边形确定两分力的大小。
0
FOB
FOA F
FOA
F； sinα
FOB
Fctg α。
[课课练p.72题11]如图所示，汽缸内可燃气体点燃后膨胀，对 活塞的推力F=1100N，连杆AB与竖直方向间的夹角为=30，则 这时活塞对连杆AB的推力F1和对汽缸壁的压力F2分别为多大？
解析：由活塞挤压效果确定F两分力方向；
F合y=0。
F合 F合x2 F合y 2； F合 0，即 F合x 0和F合y 0。
3、运用共点力平衡条件时的注意事项： ①正确分析物体的受力情况。 ②合理运用力的合成或分解方法，将不在同一直 线上的力化为同一直线上的力。
③运用平衡条件列出方程，求得所需结果。
二、课堂示例
[示例1]用弹簧测力计沿着光滑斜面的方向将一块所
[题3]竖直墙上有一重为G的物块，在与竖直方 向成角的斜向上的推力F作用下匀速向上运动， 求：墙与物块间的动摩擦因数。
[题4]一重为G的物块放在倾角为的斜面 上正好能向下匀速运动。求：物块与斜面 间的动摩擦因数。
[题5]一重为G的物块放在倾角为的 斜面上在水平恒力F作用下，处于： ⑴静止状态；⑵向上匀速运动状态。 求：以上两种情况下的摩擦力。
G
[情景3] 返回舱返回地 球带着主降落伞匀速下 降受的力。
[情景4] 返回舱在进行
海上降落实验时受平衡力
匀速移动。
F浮 f0
F拉 F推
G
一、共点力作用下物体的平衡
1、共点力作用下物体的平衡：
物体保持静止或者做匀速直线运动叫做物体 处于平衡状态。
以上的情景，物体受到共点力作用保持静止 或者做匀速直线运动，叫做共点力的平衡。
tgθ y ; x
ctgθ x 。
y
当单调递增时，sin和tg递增，cos和ctg递减；
当单调递减时，sin和tg递减，cos和ctg递增。
y
yr
0 xx
[课课练p.70题4]如图所示，木块m放在斜面上静止不动，当 斜面与水平面之间的夹角增大一些时，m仍然相对斜面静止， 则木块对斜面的压力N和摩擦力f的大小变化情况是（ B ）。
1 F1 F
⑴二力的平衡：
作用在同一物体上的两个力，若
F
大小相等、方向相反、作用在同一直 0
线上，则这两个力互相平衡。这两个
力叫一对平衡力。
G
如图的电灯受到电线的拉力F和重力G这一对 平衡力而保持静止。
⑵三力的平衡：
F 二力 0 平衡。
G
F2
F1’
F2
F1
加侧 向水平力
F2，灯失
去平衡。
G
F
F2
F1’
G 灯向左移动偏 离竖直方向一定角 度后重新平衡。
A、N和f都增大；B、N减小，f增大； C、N增大，f大减小；D、N和f都减小。
解析： N=Gcos；f=Gsin。
G恒定不变，增大时，cos减小，sin增大；
即木块对斜面的压力N减小，摩擦力f增大。
本题选B。
G
[课课练p.70题6]物体在斜面上保持静止状态，下列说法中正确 的是（B D）。 A、重力可分解为沿斜面向下的分力和对斜面的压力； B、重力沿斜面向下的分力与斜面对物体的静摩擦力是 一对平衡力； C、物体对斜面的压力与斜面对物体的支持力是一对平衡力； D、重力垂直于斜面方向的分力与斜面对物体的支持力是 一对平衡力。 解析： 一对平衡力是作用在同一物体上，
G
F合
=√52-1.42
=4.8N。 G
N=√G2-F合2 =√52-1.42 =4.8N。
[示例2]如图所示，飞船返回舱质量为m，拖动它的系绳 拉力为F，绳与水面夹角为。当返回舱被匀速拖动时， 求水对返回舱的浮力和水平方向的阻力为多大？
解析：在尽可能多的互相垂直力的位置建立直角坐标。
正交分解力F得： Fx=Fcos； Fy=Fsin。
三、典型题例
[题1]一重量为G的物体放在水平桌面上，受到 一和水平面成角的恒力F作用处于静止，求： 地面对物体的摩擦力及支持力。
[题2]如图所示, 物体在拉力F的作用下沿水平面作匀速直线运 动，拉力F与水平面夹角为θ，求: ⑴物体受到的摩擦力大小； ⑵物体受到的重力、摩擦力和支持力三个力的合力大小； ⑶物体受到的摩擦力与F的合力方向如何？ ⑷物体受到的重力与摩擦力的合力的方向如何？
[示例4]固定在水平面上的光滑半球,球心O的正上方固定 一小定滑轮,细线一端拴一小球,另一端绕过定滑轮,今将小 球从图示位置缓慢拉至B点。在小球到达B点的过程中,小球 对半球的压力N及细线的拉力T的大小变化是（ ）。 A、N增大，T增大；B、N减小，T增大； C、N不变, T减小；D、N增大,T减小。
共点力的平衡
[情景1]跳伞者从新加 坡吉隆坡的双塔楼上跳 下受平衡力匀速降落。
物体在大小相等、方向相反、 作用在同一直线上的一对平衡力的 作用下，保持匀速直线运动状态或 静止状态。
[情景2] 我国载人飞船 返回舱静止地放置在车 间的平板车上等待组装。
f=G f
F
0
0
G
G
F=G
v F浮
f 0 F风
由x轴方向合力 Fx 0 得：
f=Fx=Fcos。
f
由x轴方向合力 Fy 0 得：
y
F浮 Fy
0
Fx
F
x
F浮+Fy=F浮+Fsin=G=mg，
G
F浮=mg-Fsin。
即，水对返回舱的浮力为mg-Fsin。
水对返回舱的水平方向的阻力为Fcos。
[示例3]如图所示，质量为m 的小球，用一根 长为L的细绳吊起来,放在半径为R的光滑的球 体表面上，由悬点到球面的最小距离为d，则 小球对球面的压力和绳子的拉力各为多少？
重新平衡
G
后，拉力F1’、F2的合力F与 G构成二力平衡。这里F1’、 F2与G三个力的合力等于零。
三个以上的多个共点力的平衡可逐步合成到二力 平衡的情况。
力的合成和力的分解，是我们解决共点力平衡问 题的基本方法。
2、共点力作用下物体平衡条件： ①作用在物体上各力的合力等于零。即，F合=0。 ②共点力平衡的正交分解法： F合x=0；
由平行四边形确定两分力的大小。
F1
F cosα
1100 cos30
1100 3
2200 3
3 N；
F2
2
F2
Ftg
α
1100 tg30
1100 3
3 N。
=30特殊角下用力三角形相似于长度三角形法：
F1 F2 F ; 21 3
Hale Waihona Puke F12F 32200 3
3 N;
F2
F 1100 33
3 N。
32
大小相等、方向相反、在同一直线上的 两个力。
如图所示，重力G与其沿斜面向下的 分力Gx、垂直于斜面方向的分力Gy是等效 替代的关系，作用点仍在物体的重心上； 物体对斜面的压力N’作用点在斜面上。
[课课练p.72题10]如图所示，表面光滑、 质量不计的尖劈插在缝A、B之间，在尖劈 背上加一压力F，则尖劈对A侧的压力为多 少？对B侧的压力为多少？ 解析：由尖劈挤压效果确定F两分力方向；
受重力为5N的木块匀速向上拉，如图所示，这时弹簧
测力计上的示数是1.4N，求斜面对木块的弹力的大小。
解法一： F合=√G2-F2 =√52-1.42 =4.8N。
N=F合=4.8N。
解法三：
N
也可以将G正 交分解求解：
F=Gx；N=Gy。
F
N F
解法N二：F合
F合=G=5N
N=√F合2-F2
F
F合
G F合=F=1.4N