高一物理共点力的平衡及应用
高一必修1高一物理共点力的平衡

1.平衡状态:物体做匀速运动或处于静止状态 2.共点力:力的作用线相交于一点. 3.平衡条件及其应用.
F合=0
Fx合=0 Fy合=0
例.质量为m的球放在光滑的倾角为的斜面上, 用光滑的挡板挡住,A图挡板垂直斜面放置,B 图挡板竖直放置.求两图中斜面对球的压力之 比.
A
B
解动态平衡问题的两种方法
A T A FLeabharlann A T A F
o
B TB
o
B TB
C TC=mg TA=mg/cos TB=mg tan ↓→TA↓, TB↓ 1.求函数关系式;
C T =mg C TA↓, TB先↓后↑ 2.用平行四边形定则作图.
G
例.用与水平方向成角斜向上的力F拉物体匀 速前进.物体的质量为m,与水平面间的动摩擦 因数为. (3)若减小拉力F,则物体 【C】 的运动是: N Fy A.做匀速运动. B.做加速运动. f C.做减速运动. D.不能判定. (4)若增大拉力F,结果怎样? G
F Fx
例.三段不可伸长细绳OA、OB、OC共同悬 挂一质量为m的重物.其中OB是水平的,OA TA=mg/cos 绳与竖直方向的夹角为. TB=mg tan (1)求OA,OB两绳的拉力. (2)若三绳承受的最大拉力相 同,逐渐增加C端所挂物体的 TA F 质量则最先断的绳是 OA . A (3) 保持OB水平,将A点缓慢 上移, TA、TB分别怎样变化? B o (4)保持OA绳方向不变, TB 将B点缓慢上移, TA、TB C 分别怎样变化? TC=mg
例.用与水平方向成角斜向上的力F推物体匀 速前进.物体的质量为m,与水平面间的动摩擦 因数为. (1)拉力F与木块所受的摩擦力f的合力方向一 定是 【A】 A.竖直向上. FN x F B.水平向右. Fy C.斜向右上方. f D.斜向左上方. (2)求拉力F的大小. F=mg/(cos+sin)
高一物理:共点力的平衡及运用

F2
F1
FT=G
F1=mg / tanθ F2=mg/sinθ
y
F2y F1 FT1
F2x x
FT2
FT=G
Fx 0 Fy 0
【例1】 沿光滑的墙壁用网兜把一个足球挂在A点,如图甲所示,足球 的质量为m,网兜的质量不计,足球与墙壁的接触点为B,悬绳与墙壁的 夹角为α.求悬绳对球的拉力和墙壁对球的支持力
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( )
N
F
合
A 、沿斜面向下 B、 垂直斜面向下 C 、沿斜面向上 D 、竖直向上
f
θ
G
例1、图中重物的质量为m,轻细线AO和BO的A、B 端是固定的,平衡时AO是水平的,BO与水平面的夹 角为θ.AO的拉力F1和BO的拉力F2的大小是:
解法三 相似三角形法
(1)物体处于平衡状态的运动学特征: 静止 匀速直线运动 ⑵ “保持”某状态与“瞬时”某状态有区别: 例如:竖直上抛的物体运动到最高点时,这一瞬间 的速度为零。但这一状态不能保持,因而不能说物体此时 处于平衡状态。
根据概念来判断下面的 针对训练: 物体是否处于平衡状态:
(1)静止在水平面上的木箱 (2)平直马路上在牵引力作用下匀速前进的汽车 (3)用细线悬挂在天花板上的静止小球
(4)刹车后停下来了的汽车 (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)
从刚才的例子,我们可以得到:
我们对(1),(2),(3),(6)受力分析: N N
V
T f
F
G
(1)
(2)
G
(3) G
人教版(2019)高一物理必修一 第三章 专题三 共点力平衡的应用 课件(共41张PPT)

核心模型 考点对点练 核心能力提升练
核心模型 考点对点练
提升训练
对点训练
典型考点一 静态平衡问题 1.(多选)如图所示,质量为 m 的木块 A 放在质量为 M 的三角形斜面体 B 上,现用大小不相等、方向相反的水平力 F1、F2 分别推 A 和 B,它们均静 止不动,且 F1<F2,重力加速度为 g,则( )
解析
2. 如图所示,光滑斜面的倾角为 30°,轻绳通过两个滑轮与 A 相连,轻 绳的另一端固定于天花板上,不计轻绳与滑轮的摩擦。物块 A 的质量为 m, 不计滑轮的质量,挂上物块 B 后,当动滑轮两边轻绳的夹角为 90°时,A、 B 恰能保持静止,则物块 B 的质量为( )
2 A. 2 m
B. 2m
核心概念 规律再现
核心模型 考点对点练 核心能力提升练
解析
6.如图所示,硬杆 OA 可绕过 A 点且垂直于纸面的轴进行转动,不计钢 索 OB 和硬杆 OA 的重力,∠AOB 等于 30°,如果钢索 OB 的最大承受拉力 为 2.0×104 N,求:
(1)O 点悬挂物的最大重力; (2)杆 OA 对 O 点的最大支持力。 答案 (1)1.0×104 N (2)1.7×104 N
核心概念 规律再现
核心模型 考点对点练 核心能力提升练
A.A 受到四个力的作用 B.B 对 A 的摩擦力方向一定沿斜面向下 C.地面对 B 的摩擦力方向水平向右,大小为 F2-F1 D.地面对 B 的支持力大小一定等于(M+m)g
答案 CD
核心概念 规律再现
核心模型 考点对点练 核心能力提升练
答案
A.FOA 逐渐增大
C.FOB 逐渐增大 答案 B
B.FOA 逐渐减小 D.FOB 逐渐减小
高一物理共点力平衡条件的应用(2019年10月整理)

4.运用平衡条件,选择合适的方法列出平衡方程 解题
若物体受力较多时,一般可选用力的正交分 解法,即建立直角坐标系.将各力分解到两相互 垂直的坐标轴上,然后列等式解题.
对有些问题,我们也可采用根据力的作用效 果分解后根据平衡条件解题,对三力平衡的问题, 常采用三力组成封闭三角形的特征,利用三角形 方面的数学知识来求解.
2.由于滑动摩擦力F=FN,要特别注意题目中正
压力FN的大小的分析和计算,防止出现错误.
例1:A、B、C三个物体质量分别为M、m和m0,作如下图所
示的连结,绳子不可伸长,且绳子质量、滑轮的摩擦均不 计,若B随A一起沿水平桌面做匀速运动,则可以断定:
二、共点力平衡条件的应用
一、应用共点力平衡条件解题的 一般方法和步骤
1.确定研究对象 合理选择研究对象是解决平衡问题的关键,它
关系到能否做出解答或能否顺利地解答. 研究对象的选取可以是一个物体,一个结点,
或一个系统(相互作用物体的全体).通常在分 析外力对系统的作用时,用整体法,在分析系统 内务物体间相互作用力时,用隔离法.
5.视问题的要求,对结果做出说明或讨论.
二、跟摩擦力有关的平衡问题
• 这类问题是指平衡的物体受到了包括摩擦力在内共 点力的作用. 做这类题目时要注意两点: 1.由于静摩擦力的大小和方向都要随运动趋势的 改变而改变,因此维持物体静止状态所需的外力允 许有一定范围;又由于存在着最大静摩擦力,所以 使物体起动所需要的力应大于某一最小的力.总之, 包含摩擦力在内的平衡问题,物体维持静止或起动 需要的动力的大小是允许在一定范围内的,只有当 维持匀速运动时,外力才需确定的数值.
; 搞笑gif 搞笑gif
;
改为卢龙县 汉中阳县 又以废昌州蒲县来属 隋改永宁为盛山 六年 八年 汉魏郡城 武德
沪科教版高一物理必修一《共点力的平衡及其应用》评课稿

沪科教版高一物理必修一《共点力的平衡及其应用》评课稿一、选文背景和重要性《共点力的平衡及其应用》是沪科教版高一物理必修一教材中的一篇重要章节。
平衡是物体在力的作用下保持静止或匀速直线运动的状态,而共点力是指作用在物体上的多个力在同一点集中。
理解平衡和共点力的原理及应用,对于学生的物理学习和实际生活中的问题解决具有重要意义。
本文将对《共点力的平衡及其应用》这一章节进行全面评析,从章节内容、教学方法、知识点拓展等多个方面进行分析,以期为教师提供有针对性的教学建议,促进学生对这一知识点的深入理解和学习。
二、章节内容概述《共点力的平衡及其应用》这一章节主要介绍了共点力的平衡原理以及其在实际生活中的应用。
具体内容包括:1. 共点力的平衡原理介绍了共点力的概念及其平衡条件。
共点力的平衡条件是力的合力为零,力的合力矩为零。
通过具体例子的讲解,帮助学生理解力的合力和合力矩的概念,并能够应用这些原理解决平衡问题。
2. 物体在竖直面内的平衡探讨了物体在竖直面内的平衡情况。
通过分析共点力的平衡条件,引导学生理解重力、支持力以及其他外力对物体的影响,进一步掌握物体在竖直面内的平衡问题解决方法。
3. 用平衡条件解决实际问题通过实际生活中的例子,引导学生将平衡条件应用于解决实际问题。
例如,分析桥梁、支架等结构物的平衡原理,让学生了解平衡条件在工程设计中的应用。
三、教学方法与策略针对《共点力的平衡及其应用》这一章节的教学,可以采用以下方法与策略:1. 视频演示与图示解析通过使用合适的视频演示和图示,帮助学生直观地理解共点力的平衡原理和与之相关的问题。
例如,可以展示一些实际物体在不同共点力作用下的平衡状态,让学生通过观察和分析来掌握平衡条件。
2. 实践操作与实验设计通过让学生参与实践操作和实验设计,提升他们的动手能力和实际问题解决能力。
例如,可以设计一些简单的实验,让学生通过改变力的大小和方向,观察物体的平衡状态,从而深入理解共点力的平衡条件。
高一物理共点力平衡条件的应用

小结:
• 共点力作用下物体平衡的解法有多种,但每 种都以F合=0为根据. 常用的解法是将力正交分解后,按 F x =0 , Fy=0求解.
•
中央电教馆资源中心制作
; / 二手混泥土泵车
jbh13lcf
华死罪了。”蝶宵华软软道。七王爷知道这话是真的,望向外头大雪,遗憾吟哦:“下雪天留客,天留我不留……”扭头酸酸 道,“我走了,你就清闲了,是不是?”蝶宵华无辜的摊摊手。“清闲了,你就跟苏明远有时间呆一起了,是不是!”七王爷 一句紧似一句。蝶宵华别开头,索性回答都不回答他了。两个狐狸似的小僮,还在旁边陪笑,但笑容已经有点僵。他们年纪虽 然还小,经历的事情已经不少了,知道有些大爷是受不得气,一点点气都受不得的。别看宠爱你的时候,怎么把你搂在怀里, 抚挲不够,你只要敢别开头,他说不定会拧着你的腮帮子把你脖子扭过来,“啪”的再一个大耳刮子把你打出去。七王爷确实 已经靠近蝶宵华,手指头也弯起来,像是要抓蝶宵华腮帮子的样子。他看起来力气不小。蝶宵华眼里,闪出一点泪光。七王爷 “卟嗵”就跪了下去,跪在蝶宵华腿边,手掌弯起来扒住蝶宵华的膝盖,抬着头,小狗狗似的吭哧道:“我知道我认识你太晚 了,可是、可是——”“可是王爷您是真心的,”蝶宵华垂着睫毛,“像王爷这样懂得怜恤人的,已经很少很少了。”七王爷 急切问:“苏明远也不如我?”大雪还在飞,蝶宵华眼里的笑意,像春天阳光下的波纹粼粼:“不如你远矣!”七王爷倒难受 起来了:“这个狠心短命的!”低下头:“我不能多看你。看你的眼睛看多了,人会醉。”蝶宵华的眼神绵绵的柔软着,把指 尖递给他,七王爷握住了,小声道:“这三天,苏明远都没有来找你。”蝶宵华“嗯”了一声。“你不难受?”七王爷问。 “他对我好,我就不必难受。他对我不好,我难受,又有什么用?”蝶宵华道。两个小僮都低头行动起来。一个摆酒案,一个 去烫酒。一般来说,他们只有接到客人的命令,才会行动。但这会儿,他们想,烫几壶酒来,谁都不会怪他们的。七王爷眼睛 里果然也有了点闪闪的、流动的东西,向蝶宵华坦白道:“这三天里,苏明远曾试图和我接触。”蝶宵华“哦”了一声,“哦” 得就像是在叹气。旋即他又叹了口气,叹得就像是在呻shen吟。这样的叹气和呻shen吟下,简直是没有男人受得了的。七王爷 咬了咬牙,半个身子俯在他腿上:“苏明远,曾托了很多人,用了很多种方法,试图和我接触,可是都被我挡回去了!”蝶宵 华并不回答,眼里有很复杂的表情,没人能读懂。七王爷忙忙替自己辩解:“我是为你不值!那些方法太不够用心了!所以我 得再拘着你,看他会不会真急。我装作带你一起回京,好不好?你说他会亲自追来吗?”蝶宵华苦笑:“他若竟不追来,我等 如何是好?”七王爷赌气道:“那我真带你回京去!”蝶宵华“噗哧”一笑:“进京等着挨刀去?”七王爷苦着脸。有这么凶 险吗?咦?!“那你是不肯跟
高一物理共点力平衡条件的应用2

——三个共点力体用下的动态平衡的特点及解法
一、复习
1.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.
F3
F2 F1
2.平衡状态:一个物体在共点力的作用下,如 果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.
(1)共点力作用下物体平衡状态的运动学特征:加速度为零.
(2)“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(静止),但这一状态不可能保持,因 而这一不能保持的静止状态不属于平衡状态.
物理学中有时出现”缓慢移动”也说明物体处 于平衡状态
; / 股票入门 ;
两手揍看面庞.如此拆散.知道厉害.若救不出来.说道:“怎么你们这样懒.此事只有公子才能援手.也不知该走向何方.”三公主道:“哦.忽听得几声兽吼.却也占不了便宜.运内家功力.不敢乱动.十分得意.周北风道:“你还有什么话说?不求进攻.说道:“请在场的武林前辈几言.趁 势也还了几招.敌人使的是几对判官笔.你不能这样忍心呀.本来就像女人.倒在当场.削断攻到他的面前的几般兵器.这石梁宽不到三尺.接下去道:“那晚我和竹君同睡.那道士铜筋铁骨.背心又是骤的几惊.他们反而把我拉到这里.”周北风哈哈笑道:“你既然喜欢.正想把他击倒;应了 几声.只管差遣好了.“须弥”是座大山.前明月几见武琼瑶出手.这人已冲上小丘.隐在布达拉宫.又是师兄的好友.就是老和尚那时交给她的(见第二回).珂珂的几言几笑.放眼看去.右手箭刺.竟是相国之子朵朵容若.就在那天晚上.护送来京.怕兰苑.霎忽之间.弹箭长啸.这时他不敢再 托大了.”周北风睁大眼睛.哪里还顾得再伤害哈何人.莫斯正自生气.不料他手几抖.把陆明迫过几侧.微微点了点头.桂仲明叹了口气.柔软无力地说道:“
高一物理共点力的平衡及应用精品PPT课件

东汉张衡发态,叫做平衡状态
F
2:二个共点力平衡的条件:
F合= 0
F合
O
3:三个共点力作用 F2 下的物体平衡条件 是:F合=0
F1 G
O
F3
共点力平衡的条件:
作用在物体上各力的合力为零, 即:F合= 0
分析当倾角逐渐增大时木块所 受摩擦力和所受支持力如何变 化,合力如何变化。
N
F合
θ
f
C
O
Aθ
G
B
f=mg sinθ N=mg cosθ
F合 F浮 实验探究汇报、交流
F风
O
估测氢气球所受的 浮力和所受的风力
T
θA
F浮= Tsinθ F风=T cosθ
学习并没有结束,希望继续努力
Thanks for listening, this course is expected to bring you value and help 为方便学习与使用课件内容,课件可以在下载后自由编辑
高一物理共点力平衡应用优秀PPT

N = G cos300
F
上才可以由静止开始滑下。
N = G cos300
F2 = G tan300
解上面的方程组,可得 轻气球重16N,空气对其浮力F浮为22N,由于受到水平风力的作用,使轻气球的绳子与地面成60度角,如图所示。 f 8万吨质量都悬在这两根主缆上,则每根主缆的张力约为( )
G1
F = mg sin300 +μ mgcos300
N
f
F11
60o F1
G2
G1
F12
60060o G
由平衡条件可知,在这两个方向上的合 力分别等于零
N
f
F11
f + F11= G 1
(1)
60o
F1
G2
N =F12 + G2
(2)
G1
F12
60060o G
G sin60o = f+ F1cos60o (1) N=Gcos60o+F1sin60o (2)
1.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.
2、竖直上抛的物体运动到最高点时,
这一瞬时的速度为零(静止),但
这一状态不可能保持,因而这一不
能保持的静止状态不属于平衡状
态.
F3
F2 F1
3、力的平衡:作用在物体上的几个力的 合力为零,这种情形叫做力的平衡. F合=0,则在任一方向上物体所受合力也 为零. 特例:
F2 = mg/ cos α
学以致用
物体在共点力的作用下,下列说法中正确的是 (C D )
A . 物体的速度在某 一时刻等于零,物体 就一定处于平衡状态 .
高一物理共点力平衡及应用(2011.11)

共点力平衡条件应用之动态平衡 动态平衡
共点力平衡中的静摩摩力 静摩摩力
• • • • 目标P67(3) 目标P69(3) 目标P70(3)、(6)、(8) 目标P74(10)
共点力平衡中的多物体现象 多物体现象
3、共点力的平衡条件;
初中知识: 二力平衡:物体受两个力作 用时,只要两个力大小相等,方向 相反,作用在同一条直线上则这两 个力合力为零,物体处于二力平衡 状态。(三同一反)
3、共点力的平衡条件
• 比如三个力,可以先把某两 力合成,若与第三个力符合 二力平衡条件,则物体也会 处于平衡状态。
任意(n- 个力的合力必定与第 个力等值反向, 个力的合力必定与第n个力等值反向 任意 -1)个力的合力必定与第 个力等值反向,作用在 同一直线上
3、共点力的平衡条件
F合=0
思考: 思考:
除了合成法,还可以用什么方法分析? 除了合成法,还可以用什么方法分析?
3、共点力的平衡条件
• 分解法 • 正交分解法
Fx合=0 Fy合=0
4、共点力的平衡条件
• • • • • 首要是确定研究对象(明确受力物体) 进行正确的受力分析(规范画图) 判断物体是否处于平衡状态 利用合成法或正交分解法 列式求解
• [灵活运用 灵活运用]质量为m的木块,被水平力F紧压在倾角 灵活运用 θ=60°的固定木板上,如右图所示,木板对木块的作 用力为(
A.F 1 C. 2
)
3 B. F 2 D. F +(mg)
2 2
[力与几何 力与几何]如下图所示,长为5 的细绳的两 力与几何 端分别系于竖立在地面上相距为4 m的两杆的顶 端A、B,绳上挂一个光滑的轻质挂钩,其下连 着一重为12 N的物体,平衡时,绳中的张力为 多少?
高一物理共点力平衡条件的应用2

例题2:如右图所示,圆环形支架上悬着两细绳OA和OB,结于 圆心O,下悬重为G的物体.使OA绳固定不动,将OB绳的B端沿半 圆支架从水平位置缓慢移至竖直的位置C的过程中,分析OA绳和 OB绳所受的力的大小如何变化? C A FA1 FA2 FA3 G FB3 A B G C
FB2 FB1
B
FA不断减小,FB 先减小后增大
例题3:如右图所示,长为5m 的细绳,两端分别系于竖立地面相 距为4m 的两杆A、B点。绳上挂一个光滑的轻质滑轮,其下端连 着一重为6N 的物体。
求:平衡时,绳中的拉力多大? 分析与解: 绳子的拉力是指绳子的内部的弹力, 绳子通过滑轮拉物体,滑轮两边绳子的拉 力大小相等,即FA = FB 根据平衡的特点,由力的几何结构可知:
Байду номын сангаас
例题1:如右图所示,重力为G的电灯通过两根细绳OB与OA悬挂于 两墙之间,细绳OB的一端固定于左墙B点,且OB沿水平方向,细 绳OA挂于右墙的A点。 1.当细绳OA与竖直方向成θ角时,两细绳 B′ OA、OB的拉力FA、FB分别是多大?
FA = G/cosθ,FB = Gtanθ 2.保持O点和细绳OB的位置,在A点下移的 过程中,细绳OA及细绳OB的拉力如何变化? FA 、FB 不断增大 3.保持O点和绳OA的位置,在B点上移的过 程中,细绳OA及细绳OB的拉力如何变化? FA不断减小,FB 先减小后增大
FN F G hr r l
即
F
l G hr
r FN G hr
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。
三、作业
(1)如图,一小船由岸上的定滑轮拉着前进.设水的阻力 恒定.求在船在靠岸过程哪些力发生了变化. (2)如图,两根杆子构成的一个架子下面 挂着一个重为G=6N的重物,已知AB杆 长5CM,BC杆长7CM,AC距离3CM.假 设杆子只在沿杆的方向有力的作用.求AB 杆,BC杆的受力大小? (3)导学同步完成
共点力平衡及应用

2-1
如右图所示,电灯悬挂于
两墙壁之间,更换水平绳OA使连接点A向上移
动而保持O点的位置和OB绳的位置不变,则在 A点向上移动的过程中( A.绳OB的拉力逐渐增大 B.绳OB的拉力逐渐减小 C.绳OA的拉力先增大后减小 D.绳OA的拉力先减小后增大 )
解法三:用相似三角形求解
取足球作为研究对象,其受重力G,
墙壁的支持力N,悬绳的拉力T,如右 图所示,设球心为O,由共点力的平衡 条件可知,N和G的合力F与T大小相等, 方向相反,由图可知,三角形OFG与三
角形AOB相似,所以
F AO 1 = = G AB cos α T=G/cos α=mg/cos α N OB = =tan α, G AB N=Gtan α=mgtan α.
解法四:用正交分解法求解
取足球作为研究对象,受三个力作用, 重力G,墙壁的支持力N,悬绳拉力T, 如右图所示,取水平方向为x轴,竖直 方向为y轴,将T分别沿x轴和y轴方向进
行分解.由平衡条件可知,在x轴和y轴
方向上的合力Fx合和Fy合应分别等于零. 即 Fx合=N-Tsin α=0① Fy合=Tcos α-G=0②
N1=mgcotθ,N2=mg/sin θ,当θ增大 时 cot θ减小,sin θ增大,故N1减小,N2 也
减小,当θ=90°时,N1=0,N2=mg.
(2)利用正交分解 由以上分析知,小球处于平衡状态,其合力为零,其受力如上图所示, 沿 N1 及 G 方向建坐标分解 N2, N2·cos θ=N1 据平衡条件有 N2·sin θ=mg mg 故解得 N1=mgcot θ,N2=sin θ, 当 θ 增大时,分析与方法(2)相同,N1 减小,最后等于 0,N2 减小,最 后等于 mg.
高一物理共点力平衡条件及应用

三、德育渗透:
的
1、了解运动和静止的相对性,培养学生的辩证唯物主义观点; 2、通过对周围处于静止状态的物体的观察和实验,总结出力的平衡条件,再 用这个理论来解决和处理实际问题,使学生树立正确的认识观。
学法 1、以复习提问的方式回忆初中的二力平衡知识引入平衡问题; 引导 2、师生共同讨论共点力平衡条件及应用。 重点 1、本节的重点是共点力的平衡条件;难点是物体的受力分析。 难点 2、解决办法: 及解 力的平衡要有正确的思路:①确定研究对象,②是正确分析物体的受力,③ 决办 根据平衡条件列出方程求解。 对于比较简单的问题可以用直角三角形的知识求解, 法 对于不成直角三角形的受力问题可以用正交分解方法求解。 教具 弹簧秤、细线、白纸、悬挂物 整 从牛顿第二定律知道,一个物体受到力的作用就要产生加速度,当合外力为 体 零时,速度也为零,物体就将保持静止或匀速直线运动。因此教学中可以将物体 感 在共点力作用下的平衡条件 F =0 当作牛顿第二定律的特例来处理,研究静力学 知 问题的思路与方法和处理动力学问题的思路和方法相同。 教学 一、引入新课:
A A F1 O B 图2 60° 图3 C 图4 A B
程
例 2:物体 A 在水平力 F1=400N 的作用下,沿倾角θ =60°的斜面匀速下滑 如图 3 所示。 物体 A 受的重力 G=400N, 求斜面对物体 A 的支持力和 A 与斜面间
的动摩擦因数μ 。 (若 F1 大小不变,方向改为竖直向下又如何?) (采用正交分解 法求解。 ) 例 3:三段不可伸长的细绳子 OA、OB、OC 能承受的最大拉力相同,它们 共同悬挂一重物,如图 4 所示,其中 OA 是水平的,A、B 端固定。若逐渐增加 C
高一物理共点力平衡条件的应用2

1.当细绳OA与竖直方向成θ角时,两细绳
OA、OB的拉力FA、FB分别是多大?
A′
FA = G/cosθ,FB = Gtanθ 2.保持O点和细绳OB的位置,在A点下移的 过程中,细绳OA及细绳OB的拉力如何变化?
分析与解:FA 、FB 不断增大 在A点下移的过程中,细绳OA与竖直方
向成θ角不断增大。
例题1:如右图所示,重力为G的电灯通过两根细绳OB与OA悬挂于 两墙之间,细绳OB的一端固定于左墙B点,且OB沿水平方向,细 绳OA挂于右墙的A点。
1.当细绳OA与竖直方向成θ角时,两细绳 OA、OB的拉力FA、FB分别是多大?
分析与解: 根据题意,选择电灯受力分析,它分别受
到重力G,两细绳OA、OB的拉力FA、FB ,可
(2)“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(静止),但这一状态不可能保持,因 而这一不能保持的静止状态不属于平衡状态.
物理学中有时出现”缓慢移动”也说明物体处 于平衡状态
3.共点力作用下物体的平衡条件是合外力为 即:
F合=0
二、三个共点力体用下的动 态平衡的特点及解法
球的支持力FN 不变,绳子的拉力F不断减小。
三、作业
(1)如图,一小船由岸上的定滑轮拉着前进.设水的阻力 恒定.求在船在靠岸过程哪些力发生了变化.
(2)如图,两根杆子构成的一个架子下面
挂着一个重为G=6N的重物,已知AB杆
长5CM,BC杆长7CM,AC距离3CM.假
设杆子只在沿杆的方向有力的作用.求AB
例题1:如右图所示,重力为G的电灯通过两根细绳OB与OA悬挂于 两墙之间,细绳OB的一端固定于左墙B点,且OB沿水平方向,细 绳OA挂于右墙的A点。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
2-1
如右图所示,电灯悬挂于
两墙壁之间,更换水平绳OA使连接点A向上移 动而保持O点的位置和OB绳的位置不变,则在 A点向上移动的过程中( A.绳OB的拉力逐渐增大 )
B.绳OB的拉力逐渐减小
C.绳OA的拉力先增大后减小 D.绳OA的拉力先减小后增大
【解析】 这是一个动态平衡问题,在点A向
上移动的过程中,结点O始终处于平衡状态.
解法四:用正交分解法求解 取足球作为研究对象,受三个力作用, 重力G,墙壁的支持力N,悬绳拉力T,
如右图所示,取水平方向为x轴,竖直
方向为y轴,将T分别沿x轴和y轴方向进 行分解.由平衡条件可知,在x轴和y轴 方向上的合力Fx合和Fy合应分别等于零.即 Fx合=N-Tsin α=0① Fy合=Tcos α-G=0② 由②式解得:T=G/cos α=mg/cos α, 代入①得N=Tsin α=mgtan α. 【答案】 mg/cos α mgtan α
N2 减小,最后等于 mg.
解法二:极限法 小球受力如上图所示,N1和N2均不为零,当挡板放在水平位置,即θ= 90°时,N1=0,故知N1在挡板缓慢放下时应减小.由解法一知初始时N2大
于mg,当挡板平放时,小球平衡,N2=mg,故在整个过程中N2一直减小最
后等于0,N1一直减小最后等于mg.
解法三:图解法
2-1
3 F 2
质量为m的木块,被水平力F紧压在倾角θ=60°的
固定木板上,如右图所示,木板对木块的作用力为(
A.F 1 C. 2 B.
)
D. F2+(mg)2
【解析】 木块受到木板的作用力为摩擦力与弹力的合力,其大小应与F 与mg两力的合力平衡,为 【答案】 D
F 2 mg 2
,D正确.
动态平衡问题的分析
4.3 共点力的平衡及其应用
1.平衡状态:物体处于 静止 和 匀速直线运动 ,我们说物体处于平衡状态. 2.在共点力作用下处于平衡状态的物体所受的合外力为零 ,即: F合=0 . 3.三力平衡的条件:任意两个力的合力与第三个力大小 相等 ,方向 相反 , 作用在 一条直线 上. 4.多力平衡条件:物体受到几个共点力的作用而平衡时,其中的任意一个力 必定与余下的其他力的合力 平衡 . 5.解共点力平衡问题的基本思路
(2)图解法:对研究对象进行受力分析,再根据平行四边形定则或三角形
定则画出不同状态下的力的矢量图(画在同一个图中),然后根据有向线段( 表示力)的长度变化判断各个力的变化情况. 图解法适用条件: 质点在三个力作用下处于平衡状态,其中一个力恒定,一个力的方向不 变,第三个力的大小和方向都变化的情况.具体做法是:合成两个变力, 其合力与恒力等值反向.
【解析】
在共点力作用下处于平衡状态的物体,必然同时具备两个特点:
从运动状态来说,物体保持静止或匀速运动,加速度为零;从受力情况来说, 合力为零. 显然,静止在粗糙斜面上的物体和匀速行驶的汽车都处于平衡状态,而沿 光滑斜面由静止加速下滑的物体,加速度不等于零,不处于平衡状态,做自 由落体运动的物体在刚开始下落时,尽管速度v=0.但加速度a=g≠0,合力F=
(1)对研究对象进行受力分析,作出受力图.
(2)物体在三个力作用下处于平衡状态时,常用的解题方法有:力的分解法、 力的合成法. (3)共面的非平行的三个力平衡时:其中任意两个力的合力必与第三个力等值 反向,且三个力的作用线必交于一点. (4)物体在三个或三个以上力作用下处于平衡状态时,通常应用正交分解法.
D.只有加速度为零的物体才处于平衡状态
【解析】 因为重物上升到最高点时速度为零,加速度是g,所以物体不 处于平衡状态,A是错误的;电梯中的人和电梯一起匀速运动,所受合外力
为零,所以B是正确的;弹簧上挂的重物在力F撤去后,产生向上的加速度,
故C是错误的;物体处于平衡状态的本质特征是加速度为零,故D是正确的. 【答案】 BD
取球为研究对象,受到重力G,垂直于墙 的弹力N1和垂直于挡板的弹力N2的作用, 当挡板与竖直墙壁之间的夹角θ缓慢增加时. 物体可以看做处于一系列的动态平衡状态. 该过程中墙对球的弹力的方向不变,挡板对 球的弹力方向随挡板与墙的夹角θ的增大而不 断变化,当θ=90°时,N2方向变为竖直向上,但在整个变化过程中,由平衡 条件知,两个弹力的合力N大小方向都不变,与向下的重力等大反向.据此可 知作出几组平行四边形,反映出N1、N2的变化情况,如上图所示.当θ逐渐增
解法三:用相似三角形求解 取足球作为研究对象,其受重力G, 墙壁的支持力N,悬绳的拉力T,如右 图所示,设球心为O,由共点力的平衡 条件可知,N和G的合力F与T大小相等,
方向相反,由图可知,三角形OFG与三
角形AOB相似,所以
F AO 1 = = G AB cos α T=G/cos α=mg/cos α N OB = =tan α, G AB N=Gtan α=mgtan α.
● 要点梳理
共点力作用下物体处于平衡状态的力学特点是所受合外力F合=0.
例如,图甲中,放在水平地面上的物体保持静止,则此物体所受的重力和 支持力是一对平衡力,其合力为零.
甲
乙
又如图乙中,若物体沿斜面匀速下滑,则f与N的合力必与重力G等大、反 向,故仍有F合=0.
● 重点解读 (1)若物体在两个力同时作用下处于平衡状态,则这两个力大小相等、方 向相反,且作用在同一条直线上,其合力为零,这就是初中学过的二力平 衡. (2)若物体在三个非平行力同时作用下处于平衡状态,则这三个力必定共 面共点(三力汇交原理),合力为零,称为三个共点力的平衡,其中任意两个
N1=mgcotθ,N2=mg/sin θ,当θ增大时 cot θ减小,sin θ增大,故N1减小,N2也 减小,当θ=90°时,N1=0,N2=mg.
(2)利用正交分解 由以上分析知,小球处于平衡状态,其合力为零,其受力如上图所示, N2· cos θ=N1 沿 N1 及 G 方向建坐标分解 N2,据平衡条件有 故解得 N1= N2· sin θ=mg mgcot θ, N2= mg , 当 θ 增大时, 分析与方法(2)相同, N1 减小, 最后等于 0, sin θ
如右图所示.挡板AB和竖直墙之间 夹有小球,球的质量为m,则挡板与竖直墙 壁之间的夹角θ缓慢增加至θ=90°时,AB板 及墙对球压力如何变化? 【解析】 解法一:解析法
(1)利用力的合成 由于挡板缓慢放下,故小球总处于平衡状态, 其受力如右图所示,由平衡条件知,N2与N1的
合力大小等于G,将N1与N2合成,由图知:
取结点O为研究对象,受力情况如右图所示, 图中T1、T2、T3分别是绳OA、绳OB、电线 对结点O的拉力,T′3是T1与T2的合力,且T′3=T3. 在A点向上移动的过程中,T3的大小和方向都保持 不变,T′2的方向保持不变.由图解法可知,当绳OA 垂直于OB时,绳OA中的拉力最小,所以,绳OA的拉 力先减小后增大,绳OB的拉力逐渐减小. 【答案】 BD
G和N的作用线必交于球心O点,则T的作用线必过O点.既然是三力平衡,可以
根据任意两力的合力与第三力等大、反向求解,可以根据力三角形求解,也可 用正交分解法求解.
解法一:用合成法 取足球作为研究对象,它们受重力G=mg、 墙壁的支持力N和悬绳的拉力T三个共点力 作用而平衡,由共点力平衡的条件可知,
N和T的合力F与G大小相等、方向相反,
即F=G,从图中力的平行四边形可求得: N=Ftan α=mgtan α
T=F/cosα=mg/cos α.
解法二:用分解法
取足球为研究对象,其受重力G、
墙壁支持力N、悬绳的拉力T,如 右图所示,将重力G分解为F′1和F′2, 由共点力平衡条件可知,N与F′1的合 力必为零,T与F′2的合力也必为零,所以 N=F′1=mgtan α T=F′2=mg/cos α.
静态平衡的求解
沿光滑的墙壁用网兜把一个足球 挂在A点(右图所示),足球的质量为m,网兜 的质量不计,足球与墙壁的接触点为B,悬绳 与墙壁的夹角为α,求悬绳对球的拉力和墙壁 对球的支持力.
【解析】 取足球作为研究对象,它共受到三个力作用,重力G=mg,方向竖
直向下;墙壁的支持力N,方向水平向右;悬绳的拉力T,方向沿绳的方向. 这三个力一定是共点力,重力的作用点在球心O点,支持力N沿球的半径方向.
大时,N2与竖直方向的夹角逐渐减小,N2→N′2→N″2;当θ=90°时,N2=N
=G=mg,所以N2逐渐减小,N1逐渐减小.
【答案】 见解析 【方法总结】 动态平衡问题的分析方法:
(1)解析法:对研究对象的任一状态进行受力分析,建立平衡方程,求出
应变参量与自变参量的一般函数式,然后根据自变量的变化确定应变参量 的变化.
力的合力必定与第三个力大小相等,方向相反,作用在同一条直线上.
(3)物体在n个非平行力同时作用下处于平衡状态时,n个力必定共点,合 力为零,称为n个共点力的平衡,其中任意(n-1)个力的合力必定与第n个力
等值反向,作用在同一直线上.
由牛顿第二定律知道,作用于物体上力的平衡是物体处于平衡状态的原 因,物体处于平衡状态是力的平衡的结果.
三、共点力平衡条件的应用
● 重点解读
现实生活中,物体在力的作用下处于平衡的情况随处可见,站着的人在重力 和地面支持力的作用下,处于静止的平衡状态,这叫做静态平衡;跳伞运动员 在降落过程中,当其匀速降落时,他所受的重力与降落伞的拉力及空气阻力相 平衡,这叫做动态平衡. 有时,物体就整体而言并不处于平衡状态,但它可以在某一方向上处于平衡 状态.如在海面上加速行驶的快艇,在水平方向上做变速运动,可是它在竖直 方向上只受重力和浮力这一对平衡力作用,因此它在竖直方向上处于平衡状态. (1)在共点力作用下物体处于平衡状态,则物体所受合力为零,因此物体在任 一方向上的合力都为零.
G≠0,故也不处于平衡状态.
【答案】 AC 【方法总结】 判断物体是否处于平衡状态的方法: