共点力的平衡课件

探究二：三个共点力平衡条件 1、将三个弹簧秤放在一个 平面内，挂钩挂在一起；
F1 O
F2
2、先将其中两个成一定角度固定； 3、用手拉第三个弹簧秤，平衡时记下三个弹簧 秤的示数F1、F2、F3以及各力的方向； 4、按各力大小和方向作出力的图示 F2
F3
F1
O
F12合 F3
三个共点力平衡条件：
三个共点力平衡时，任意两个力的合力与第 三个力大小相等，方向相反，作用在同一直线上。 即三个共点力的F合＝0
F1
F2 根据等效替代将F1 、F2 两个力简化为F合一个力
F合
力的分解
遵循平行四边形定则： (求G 的两个分力)
F1
F2 G
根据等效替代将一个力G 用两个力F1 、F2表示
一.生活离不开平衡------平衡状态
阅读课本93页---生活离不开平衡回答下列问题
问题一：什么是平衡状态？
问题二：物体处于平衡状态加速度是多少？
学习目标：
共点力
几个力都作用在同一物体的同一点，或它们的延长线相交于一点 这几个力称为共点力。 F1 N F1 F2 匀
速
F G
f
限 速 40km/s G
F3
F2
为了明确表示物体所受的共点力，在作示意图时，可以把这 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。
N f G 静止在桌面上的木块 G 匀速行驶的汽车 N 匀速 F N f
G
静止在斜面上的木块
平衡状态的理解
1.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。
2.平衡状态的运动学特征： V=0 或V不变，即：a=0 问题三：竖直上抛的物体到达最高点时是平 衡状态吗？ 注意：保持静止和瞬时速度为0不同
同一直线上两共点力的合成 同一直线上两力的合成
1.方向相同的两个力（ F1
、F2）的合力：
F合 F1 F2
与F1、F2相同 合力方向：
、F2）
2.方向相反的两个力（ F1
的合力：
F合 F1 F2
合力方向：与较大的力方向相同
互成角度的两共点力的合成
遵循平行四边形定则： (求F1 、F2的合力)
分析OA、OB两绳中拉力的变化情况?
方法一：合成法（转化为二力平衡） 解:物体受力如图，FA、FB 的合力与重力G等大反向。 根据力的三角关系可得：
θ
FA = G/CoSθ，FB = G/Cotθ
方法二：分解法（根据力的作用效 果分解）
解:以o点为对象，物体受力如 图FA可以分解为水平分力 FAsinθ 竖直分力 FA CoSθ 因物体平衡， 合力为0 竖直方向 FA CoSθ =G 水平方向FAsinθ=ＦＢ G FA CoSθ θ
y
方法三：正交分解法
列平衡方程：
θ F
TCoSθ θ
θ
T
x
X：Tsinθ+(-F)=0
Y：TCoSθ+(-mg)=0 联立求解：F= mg tan θ
Tsinθ
G
通过解此题得到用正交分解法解 共点力平衡问题时一般有四个步骤。
第一步：确定研究对象，判断是否是平衡状态 第二步：受力分析，画出受力示意图。 （大力有向线段画长，小力向线段画短） 第三步：建立合适的坐标系，把不在坐标轴 上的力用正交分解法分到坐标轴上。 • 第四步：建立方程组。X轴上合力为零 ： Fx=0 • y轴上合力为零 ： Fy=0
• 1、知识与技能： （1）知道什么叫共点力作用下物体的平衡状态。 （2）探究共点力作用下的物体的平衡条件。 （3）掌握共点力的平衡条件并能用合成法、分解法、 正交分解法解决平衡问题。 • 2、过程与方法： （1）通过 简单的物理现象，认识共点力和共点力 下的物体的平衡状态。 （2）能从简单的二力平衡设计实验，得出三力的平 衡，总结推理得出共点力的平衡条件。 （3）根据共点力的平衡条件对简单的现象进行分析。 • 3、情感态度价值观： 培养学生能从简单的问题出发，归纳推理的化 归思想的探究能力。
二.从二力平衡到共点力平衡（化归思想）
探究一：二个共点力平衡条件
质量为2千克的物体静止在水平桌面 上（取g=9.8N/kg）。
（1）受到哪几个力作用？ （2）能称之为平衡状态吗？ （3）支持力与重力的合力是多少？
二力平衡（三同一反）大小相同；作用在同一直线； 作用在同一物体；方向相反。
F
G
结论：共点二力平衡的条件是F合=0
ＦＡ
FAsinθ
FB
FA = G/CoSθ ，FB ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ G/Cotθ
思维点拨一：
一、分解法：物体受几个力的作用，将某个力 按效果分解，使分力与其它力在同一直线上， 满足二力平衡。
二、合成法：物体受几个力的作用，将某几 个力合成，将问题转化为二力平衡。
思考1：两个大小分别为6牛和8牛的力互成90˚，作用 在一个静止质点上，要使物体继续静止，还应加一个 多大的力？方向如何?
探究三：四个共点力平衡条件 F
3
F1
O
F34 F4
O
F12合
F2
结论：物体在共点力作用下的平衡条件是所受 F合 = 0
三、案例分析
案例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与右墙成θ的角，现增大θ，仍保持OB处于水平。
正交分解法、力的分解法、合成法的理解
1、力的分解法——效果分解法
力的解 题方法
2、力的合成法——共点平衡法
3、正交分解法:把力沿着两个经选定的互相垂 直的方向作分解.
其目的是便于运用普通的代数运算公式来解决矢量的运算.
作业：课后第六题（合成法、分解法）
F1
思考2：一质量为m的物块沿倾角为θ的斜面匀速 下滑，如图。求： （1）斜面对物块的支持力 （2）斜面对物块的摩擦力
v
F2

（3）物块与斜面间的动摩擦因数μ
思考3. 物体在三个共点力F1、F2、F3作用下做匀 速直线运动，其中F1=5N，F2=8N，则F3的大小 可能为（ ） A. 2N B. 5N C. 8N D. 13N
思维点拨二：共点力平衡的解题步骤
1. 选取研究对象 ，判断是否是平衡状态
2.隔离研究对象 ，分析物体的受力，画出受力图 3.根据问题，合理选择合成法或分解法。 （分解法要根据力的作用效果，准确进行力的分解)
4.根据平衡条件，列等式求解
案例2：在科学研究中,可以用风力仪直接测量风力的
大小,其原理如图所示,仪器中一根轻质金属丝,悬挂 着.一个金属球,无风时,金属球竖直下垂；当受到沿 水平方向吹来的风时,金属丝偏离竖直方向一个角度, 风力越大,偏角越大,通过传感器,就可以根据偏角的 大小指示出风力的大小,那么风力大小F跟金属球的 质量m,偏角θ之间有什么样的关系呢?