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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,精选ppt,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,二级,三级,四级,五级,*,第,3,节,力的平衡,第,4,节,平衡条件的应用,1,精选ppt,2,精选ppt,填一填,练一练,一、共点力作用下物体的平衡条件,(,见课本第,89,90,页,),1,.,平衡状态,:,如果一个物体保持,静止,或做,匀速直线运动,则这个物体就处于平衡状态。,2,.,共点力作用下的物体平衡条件,:,物体所受的合力为零,即,F,合,=,0,。,3,.,力的平衡,:,作用在物体上的几个力的合力为零,这种情况叫做力的平衡。,3,精选ppt,填一填,练一练,二、平衡的种类和稳度,(,见课本第,91,92,页,),1,.,平衡的种类。,(1),A,位置的平衡是,不稳定,平衡。,(2),B,位置的平衡是,稳定,平衡。,(3),C,位置的平衡是,随遇,平衡。,2,.,稳度及影响稳度的因素。,(1),稳度,:,物体的,稳定程度,。,(2),影响因素,:a.,重心的,高度,重心越低,稳度,越大,。,b.,支,持面的,大小,支持面越大,稳度,越大,。,4,精选ppt,填一填,练一练,三、平衡条件的应用,(,见课本第,94,95,页,),1,.,物体的静态平衡。,物体所受力的,合力,为零,处于,静止,的平衡状态。,2,.,物体在某方向的平衡。,运动的物体在某一方向上,合力,为零时,在该方向上处于平衡状态。,5,精选ppt,填一填,练一练,“,竖直风洞,”,喷出竖直向上的气流能将体验者悬空,“,托起,”,。假定某段时间体验者恰好在空中静止,则下述各对力中属于平衡力的是,(,),A.,人受到的重力和气流对人向上的力,B.,地球对人的吸引力和人对地球的吸引力,C.,人受到的重力和人对气流向下的力,D.,人对气流向下的力和气流对人向上的力,解析,:,人处于静止状态,受到重力和气流对人向上的力,二力是一对平衡力,故选,A,。,答案,:,A,6,精选ppt,问题导引,名师精讲,典例剖析,探究一,探究二,探究三,对平衡状态和平衡条件的理解,列车停靠在甲站,某时刻起沿水平直线轨道从甲站驶往乙站。列车经历了启动加速过程,以一定的速度平稳行驶,再减速进站,最后停在乙站。全过程中哪些阶段列车是处于平衡状态的,?,7,精选ppt,问题导引,名师精讲,典例剖析,探究一,探究二,探究三,1,.,物体的平衡状态,(1),平衡状态,:,一个物体在共点力作用下保持静止或匀速直线运动状态,则这个物体就处于平衡状态。如光滑水平,面上匀速滑动的物块,沿斜面匀速下滑的木箱,天花板上悬挂的吊灯等。这些物体都处于平衡状态。,(2),平衡状态与力的平衡。,8,精选ppt,问题导引,名师精讲,典例剖析,探究一,探究二,探究三,2,.,物体的平衡条件,(1),共点力的平衡条件,如果共点力的合力为零,则在两个相互垂直的方向上的合力也必然为零,即,F,x,合,=,0,F,y,合,=,0,。,(2),平衡条件的四个推论,二力平衡条件,:,这两个共点力大小相等、方向相反。,三个力平衡条件,:,三个共点力平衡时,其中任意两个力的合力一定与第三个力大小相等、方向相反,而且在同一条直线上。,物体在,n,个共点力同时作用下处于平衡状态时,这些力在任何一个方向上的合力均为零。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。,物体在多个共点力作用下处于平衡状态时,各力首尾相接必构成一个封闭的多边形。,9,精选ppt,问题导引,名师精讲,典例剖析,探究一,探究二,探究三,10,精选ppt,问题导引,名师精讲,典例剖析,探究一,探究二,探究三,【例题,1,】,93960069,某物体受到共点力的作用,下列说法中正确的是,(,),A.,该物体的速度在某一时刻等于零时,一定处于平衡状态,B.,该物体相对另一物体保持静止时,一定处于平衡状态,C.,该物体所受合力为零时,就一定处于平衡状态,D.,该物体处于平衡状态时,所受共点力的个数一定是偶数,解析,:,处于平衡状态的物体,从运动形式上看,是处于静止或保持匀速直线运动的状态,从受力上看,物体所受合力为零。某一时刻速度为零的物体,受力不一定为零,故不一定处于平衡状态,选项,A,错误,;,物体相对于另一物体静止时,该物体不一定处于平衡状态,如当另一物体做变速运动时,该物体也做相同的变速运动,此物体处于非平衡状态,故选项,B,错误,选项,C,正确,;,物体处于平衡状态时,指各个方向上的合力为零,与所受力的个数无关,选项,D,错误。,答案,:,C,11,精选ppt,问题导引,名师精讲,典例剖析,探究一,探究二,探究三,12,精选ppt,问题导引,名师精讲,典例剖析,探究一,探究二,探究三,变式训练,1,五个共点力在同一平面内作用于物体上,恰好使物体处于平衡状态,以下说法不正确的是,(,),A.,其中任意四个力的合力一定与第五个力等大、反向,B.,其中任意三个力的合力一定与其他两个力的合力等大、反向,C.,这五个力经平移一定能构成首尾相连的封闭五边形,D.,若去掉其中两个力,剩下的三个力一定不能使物体平衡,解析,:,根据平衡条件知五个力的合力为零,选项,A,、,B,、,C,中结论是正确的。对于选项,D,如果去掉的是一对平衡力,则其余三个力仍可以使物体平衡,所以选项,D,的说法不正确,应选,D,。,答案,:,D,13,精选ppt,探究一,探究二,探究三,问题导引,名师精讲,典例剖析,平衡条件的应用,如图所示,一名骑独轮车的杂技演员在空中钢索上表演,让人瞠目结舌,惊叹不已。试分析演员手中拿和不拿曲杆,稳度有变化吗,?,14,精选ppt,探究一,探究二,探究三,问题导引,名师精讲,典例剖析,求解共点力平衡问题的一般步骤,1,.,选取研究对象。,2,.,对所选取的研究对象进行受力分析,并画出受力图。,3,.,对研究对象所受的力进行处理。一般情况下需要建立合适的直角坐标系,对各力按坐标轴进行正交分解。,4,.,建立平衡方程。若几个力作用在同一直线上,可直接用,F,合,=,0,列方程,;,若几个力不在同一直线上,可用,F,x,合,=,0,和,F,y,合,=,0,列出方程组。,5,.,对方程,(,组,),求解,必要时对解进行讨论。,15,精选ppt,探究一,探究二,探究三,问题导引,名师精讲,典例剖析,【例题,2,】,93960070(,多选,),如图,(a),所示,重物的质量为,m,轻细绳,AO,和,BO,的,A,端、,B,端是固定的,平衡时,AO,是水平的,BO,与水平方向的夹角为,重力加速度为,g,AO,的拉力,F,1,和,BO,的拉力,F,2,的大小分别是,(,),16,精选ppt,探究一,探究二,探究三,问题导引,名师精讲,典例剖析,解析,:,方法一,(,合成法,),由平行四边形定则,作出,F,1,、,F,2,的合力,F,12,如图,(b),所示,又考虑到,F,12,=mg,解直角三角形得,F,1,=mg,cot,F,2,=,。,方法二,(,分解法,),用效果分解法求解。,F,2,共产生两个效果,一个拉着水平方向的绳子,AO,另一个拉着竖直方向的绳子。如图,(c),所示,将,F,2,分解在这两个方向上,结合力的平衡知识得,F,1,=F,2,=mg,cot,显然,也可以按,mg,(,或,F,1,),产生的效果分解,mg,(,或,F,1,),来求解此题。,17,精选ppt,探究一,探究二,探究三,问题导引,名师精讲,典例剖析,方法三,(,正交分解法,),将,O,点受的力沿水平方向、竖直方向正交分解,如图,(a),所示。由力的平衡条件得,F,2,cos,-F,1,=,0,F,2,sin,-mg=,0,解得,F,2,=,F,1,=mg,cot,。,18,精选ppt,探究一,探究二,探究三,问题导引,名师精讲,典例剖析,方法四,(,矢量三角形法,),结点,O,受到,mg,、,F,1,和,F,2,的作用处于平衡状态,画出受力分析图,如图,(b),所示。再将三个力的矢量平移到一个三角形中,三力构成首尾相接的封闭的三角形,如图,(c),所示。则由直角三角形知识可知,F,1,=mg,cot,F,2,=,。,答案,:,BD,19,精选ppt,探究一,探究二,探究三,问题导引,名师精讲,典例剖析,变式训练,2,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,的作用下静止于,P,点。设滑块所受支持力为,N,。,OP,与水平方向的夹角为,。下列关系正确的是,(,),20,精选ppt,探究一,探究二,探究三,问题导引,名师精讲,典例剖析,解析,:,小滑块受力分析如图所示,根据平衡条件得,答案,:,A,21,精选ppt,探究一,探究二,探究三,问题导引,名师精讲,典例剖析,22,精选ppt,探究一,探究二,探究三,问题导引,名师精讲,典例剖析,23,精选ppt,探究一,探究二,探究三,问题导引,名师精讲,典例剖析,物体在某方向的平衡,如图所示,河道内有一艘小船,有人用,100 N,的力,F,1,与河道成,30,拉船。现要使船始终沿河道前进,则至少需加多大的力才行,?,这个力的方向如何,?,24,精选ppt,探究一,探究二,探究三,问题导引,名师精讲,典例剖析,1,.,做匀速直线运动的物体,其所受的一切外力在任意方向上的合力均为零,则物体在任意方向均处于平衡状态。,2,.,做变速直线运动的物体,物体所受的一切外力在垂直运动方向上分力的矢量和为零,则物体在垂直运动方向上处于平衡状态。,25,精选ppt,探究一,探究二,探究三,问题导引,名师精讲,典例剖析,【例题,3,】,93960071,如图所示,物体静止于光滑水平面,M,上,(,俯视图,),水平恒力,F,1,作用于物体,现要使物体沿着,OO,方向做直线运动,(,F,1,和,OO,都在,M,平面内,),。那么必须同时再加一个力,F,2,则,F,2,的最小值是,(,),A.,F,1,cos,B.,F,1,sin,C.,F,1,tan,D.,F,1,cot,26,精选ppt,探究一,探究二,探究三,问题导引,名师精讲,典例剖析,解析,:,由于物体沿,OO,方向做直线运动,则物体受到的合力,F,沿,OO,方向,而垂直,OO,方向上合外力为零。也就是,F,2,用来平衡,F,1,在垂直直线,OO,方向上的分力。如图,由三角形定则知,当,F,2,方向垂直,OO,时,F,2,有最小值,为,F,2,=F,1,sin,。,答案,:,B,27,精选ppt,探究一,探究二,探究三,问题导引,名师精讲,典例剖析,变式训练,3,如图所示,在倾角为,30,的斜面上有一重,10 N,的物块,被平行于斜面大小为,8 N,的恒力,F,推着沿斜面匀速上行。在推力,F,突然撤去的瞬间,物块受到的合力大小为,(,),A.2 NB.3 N,C.5 ND.8 N,解析,:,由平衡条件可得,沿斜面方向,F=mg,sin 30,+f,垂直于斜面方向,N=mg,cos 30,当,F,突然撤去的瞬间,物块受到的合力大小为,mg,sin 30,+f=,8 N,。,答案,:,D,28,精选ppt,探究一,探究二,探究三,问题导引,名师精讲,典例剖析,29,精选ppt,1 2 3 4 5,1,.,(,多选,),下列物体中处于平衡状态的是,(,),A.,静止在粗糙斜面上的物体,B.,沿光滑斜面下滑的物体,C.,在平直路面上匀速行驶的汽车,D.,做自由落体运动的物体在刚开始下落的瞬间,解析,:,在共点力的作用下,物体如果处于平衡状态,则该物体必须同时具有以下两个特点,:,从运动状态来说,物体保持静止或者匀速直线运动,加速度为零,;,从受力情况来说,合力为零。物体在某一时刻的速度为零,并不等同这个物体保持静止,如果物体所受的合外力不为零,它的运动状态就要发生变化,在下一个瞬间就不能静止了,所以物体是否处于平衡状态要由物体所受的合外力和加速度判断,而不能认为物体某一时刻
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