高中物理共点力作用下物体的平衡PPT课件

FOA
物体受力如右上图，取水平方向为x轴， 竖直方向为y轴，将FOA分别沿x轴，y 轴方向进行分解，如右下图所示，由平 衡条件可知，在x轴y轴方向上的合力分 别等于零，即：
x: Fx=FOB - FOASin θ=0
FOA
y: Fy=FOACos θ – G=0
解得：FOA=
G CosA
FOB= G tan θ
个大小为F力的方向转过90°，则欲使物体仍
能保持静止状态，必须再加上一个大小为多少 的力 （ B ）
A．F B． 2F C．2F D．3F
二力平衡的求解
5、2009年理综山东卷16
3．如图所示，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P点。设滑块所受支持力为FN ，OP 与水平方向的夹角为θ。下列关系正确的是
（3）一个物体受到几个力的作用而处于平衡状态， 这几个力的合力一定为零。其中的一个力必定与余 下的（n－1）个力的合力等值反向，撤去这个力， 余下的（n－1）个的合力失去平衡力。物体的平衡 状态被打破，获得加速度
小结：
在相互平衡的几个共点力中，其中 任何一个力一定与其他几个力的合 力大小相等，方向相反，作用在同 一直线上，即共点力的平衡都由多 个力的合成转换到二力平衡。
C．450N 800N
D．800N 450N 解见下页
解： 画出受力图如图示 由平衡条件得 手受到的拉力
F1=mgcos53°=360 N 脚受到的作用力
F2=mgsin53°=480 N 选项A正确。
F1
F2
53° O
mg
三力平衡的求解.
例：一物重量为80N，θ=30º，求轻绳AO和
BO所受的拉力多大？
由于身背较重的行囊，重心上移至肩部的O点，
总质量为60kg。此时手臂与身体垂直，手臂与
岩壁夹角为53°。则手受到的拉力和脚受到的
作用力分别为（设手、脚受到的作用力均通过
重心O，g取10m/s2，sin53°=0.8,
cos53°=0.6） （ A ）
A．360N 480N B．480N 360 N
53° O
在y轴上，由三力平衡得地面对人支持力
Fn=G–Fy=(500-100 3 )=100(5- 3 )N
例.质量为30kg的小孩坐在10kg的雪橇上，大人用与水 平方向成37°斜向上的大小为100N的拉力拉雪橇，使雪 橇沿水平地面作匀速运动，(sin37°＝0.6，cos37°＝ 0.8)，求： (1)雪橇对地面的压力大小； (2)雪橇与水平地面的动摩擦因数的大小．
应用
1．在下列运动状态下，物体处于平衡状态的有 （C ） A．汽车在水平路面上启动或刹车的过程 B．蹦床运动员上升到最高点速度为零时 C．水平匀速运动的传送带上的货物相对于传送 带静止时 D．宇航员翟志刚、刘伯明、景海鹏乘坐“神舟 七号”进入轨道做圆周运动时
平衡态的判断
2. 某物体受到四个力的作用而处于静止状态， 保持其中三个力的大小和方向均不变，使另一
（A ）
A．F
mg
tan
B．F＝mgtanθ
O θ
C．FN
mg
tan
D．FN=mgtanθ
FP
解见下页
三力平衡的求解
解：
对小滑块受力分析如图所示，根据三角形定 则可得
F mg
tan
mg
FN sin
FN mg
F θ
所以A正确。
提示：支持力的方向垂直于接触面，即指向 圆心。
9、苏北四市2010届第二次调研考试3 5.如图为一攀岩运动员正沿竖直岩壁缓慢攀登，
A
θ
解析：以结点O受力分析
O
B
FOA
FOB
G
思考，可以用什么方法求解？
求解方法
1）合成法：
FOA=
G CosA
）2分解法
FOB= G tan θ
FOA=
G CosA
FOB= G tan θ
3）三角形法：FOA=
G CosA
FOB= G tan θ
A
A
G2
A
θ
O
B
G
B
O θ
G
G1
θ O
4）正交分解法
人和物体静止，所受合力皆为零，对物体受力分析得到：绳的拉力
等于物重200N；人受四个力作用，将绳的拉力分解，即可求解。如
图所示，将绳的拉力分解得： 水平分力
F
Fy
Fx= F cos 60°=200N×0.5=100N
FN
x
竖直分力
Fx
Fy
Fy= F sin 60°= 200× 3
2
=100 3
G
在x轴上 ， Ff与Fx ＝100N平衡，即Ff ＝100N
1.平衡状态：物体处于静止或匀速直线运动状 态，统称平衡状态。
物体保持静止、匀速直线运动 v＝0或 v≠0，a＝0
2、哪些情况可作平衡来处理
（1）静止：v=0，a=0；
（2）匀速直线运动：v =恒量，a=0；
(3) 物体的瞬时速度为零时，物体不 一定处于平衡状态,V方向变化一定不 是平衡状态。
物理中的“缓慢移动”都可理解为 物体处于动态平衡
如图所示，小船用绳牵引靠岸，设水的阻力不 变，在小船匀速靠岸的过程中，有( )
A．绳子的拉力不断增大 B．绳子的拉力不变 C．船受的浮力减小 D．船受的浮力不变
3、共点力平衡的条件
静止或 匀速直 线运动
△V＝0
a=0
或∑Fx=0 ∑ Fy=0
F合＝0
看如下实验：
F
F1
F2
F4
F3
F5Leabharlann Baidu
图1
图2
图3
分析以上三图，得出推论。
4.共点力平衡推论
（1）一个物体受两个力的作用处于平衡状态。这两 个个力是一对平衡力，合力为零，即这两个力大小 相等方向相反。
（2）受三个力作用物体处于平衡状态，其中的某 个力必定与另两个力的合力等值反向。
解析：(1)经对小孩和雪橇整体受力分析 得：竖直方向：Fsinθ＋FN＝mg
解得FN＝mg－Fsinθ＝340N 雪橇对地面压力F′N是地面对雪橇支持力 FN的反作用力，所以雪橇对地面压力： FN′＝FN＝340N
(2)水平方向：Fcosθ－Ff＝0 Ff＝μFN 由上式解得：μ＝4/17＝0.24
FOB G
y
θ
FOB x
G
正交分解法求解步骤：
1.确定研究对象
2.对物体进行受力分析，画出受力分析示意图
3.选用方法 （正交分解或者其他办法） 4.建立方程 Fx=0 或者其它相关式
Fy=0 5.求解并讨论
例.如图，重力为500N的人通过跨过定滑轮的 轻 绳 牵 引 重 200N 的 物 体 ， 当 绳 与 水 平 面 成 60° 角 时 ， 物 体 静 止 ， 不 计 滑 轮 与 绳 的 摩 擦．求地面对人的支持力和摩擦力．