《共点力的平衡》人教版高中物理课件

大,小,共点力的平衡,共点力的平衡,共点力的平衡人教版高中物理课件,一、物体的平衡状态,1.,下列物体处于平衡状态的是,_,物体,m,置于木板上，缓缓抬高木板的过程中，物体相对于木板一直静止,静止在斜面上的,木块,做匀速直线运动的汽车,2.,平衡状态：物体,_,或做,_,时所处,的状态,。,静止,匀速直线运动,一、物体的平衡状态静止在斜面上的木块2.平衡状态：物,二、共点力的平衡条件,1.,要使物体保持平衡状态必须满足,_,，即,_,，,_,。,2,.,（,1,）物体,受两个力时，这两个力的关系,是,_,（选,填“大小相等”或,“等大反向”），,即合力为零。,F,合,=0,F,x,合,=0,F,y,合,=0,等大反向,二、共点力的平衡条件F合=0Fx合=0Fy合=0等大反向,（,2,）物体,受三个力时，这三个力中的任意两个力的合力,与第三个力,_,（选,填“大小相等”或“等,大反向,”），,即合力为,_,。,等大反向,零,（2）物体受三个力时，这三个力中的任意两个力的合力等大反向零,一、共点,力的平衡条件,1.,两种平衡情形：,（,1,）物体,在共点力的作用下处于静止状态。,（,2,）物体,在共点力的作用下处于匀速直线运动状态。,一、共点力的平衡条件,2.,两种平衡条件的表达式：,（,1,）,F,合,=0,。,（,2,）,F,x,合,=0,且,F,y,合,=0,，其中,F,x,合,与,F,y,合,分别是将所受的力进行正交分解后，物体在,x,轴和,y,轴方向上所受的合力。,2.两种平衡条件的表达式：,3.,共点力的平衡条件得出的三个结论：,（,1,）二,力作用：二力等大，反向，是一对平衡力。,（,2,）三,力作用：任两力的合力与第三个力等大、反向。,（,3,）,n,力作用：任一个力与其他所有力的合力等大、反向。,3.共点力的平衡条件得出的三个结论：,【,思考,讨论,】,若,火车处于平衡状态，火车处于什么运动状态,？（物理观念）,提示：,火车所受合力为零，可能处于静止状态，也可能处于匀速直线运动状态。,【思考讨论】提示：火车所受合力为零，可能处于静止状态，也可,【,典例示范,】,如,图所示，小球的重力为,12N,，绳子,OA,与水平方向的角度为,37,，,OB,水平。,（,1,）求,绳子,OA,受到的拉力。,（,2,）求,绳子,OB,受到的拉力。,【典例示范】（1）求绳子OA受到的拉力。,【,解析,】,由题知，系统处于静止状态，以结点,O,为研究对象，将绳子,OC,对结点的拉力进行分解，作出力的分解图，由几何知识求出,OA,绳和,OB,绳的拉力。,【解析】由题知，系统处于静止状态，以结点O为研究对象，将绳子,以结点,O,为研究对象，分析受力情况，,OC,绳对,O,点的拉力大小等于重力,G,，,即,F,OC,=G,按照效果将,OC,绳的拉力进行分解，,如图，由几何关系得：,F,OA,=20N,F,OB,=Gcot37=,12 N=16N,答案,：,（,1,）,20N,（,2,）,16N,以结点O为研究对象，分析受力情况，FOB=Gcot37=1,【,素养训练,】,1.,物体在斜面上匀速下滑，如图所示的四个受力示意图中正确的,是（,）,【素养训练】,【,解析,】,选,B,。由于物体在斜面上匀速下滑，故物体受到重力、支持力、摩擦力三个力的作用，摩擦力与相对运动方向相反，支持力垂直于斜面向上，故物体受力示意图如图，故,B,正确，,A,、,C,、,D,错误，故选,B,。,【解析】选B。由于物体在斜面上匀速下滑，故物体受到重力、支持,2.,（,2019,全国卷,）物块在轻绳的拉动下沿倾角,为,30,的固定斜面向上匀速运动，轻绳与斜面平行。,已知,物块与斜面之间的动摩擦因数,为 ，重力加速度取,10m/s,2,。若轻绳能承受的最大张力为,1500N,，则,物块,的质量最大为,（）,A.150kg,B.100 kg,C.200kg,D.200 kg,2.（2019全国卷）物块在轻绳的拉动下沿倾角为30的,【,解析,】,选,A,。对物块受力分析如图所示，由平衡条件,得，沿斜面方向,F-mgsin30-F,f,=0,，沿垂直斜面方向,F,N,-mgcos30=0,，又,F,f,=F,N,，联立方程,解得,m=150kg,。,故,A,正确，,B,、,C,、,D,错误,。,【解析】选A。对物块受力分析如图所示，由平衡条件,【,补偿训练,】,1.,如图所示，三条轻绳结于,O,点，系在竖直墙上的,OA,绳与墙成,30,角，一轻弹簧测力计水平拉动轻绳，弹簧测力计读数为,3N,，求,OA,绳的拉力和重物的质量,。（,g,取,10m/s,2,）,【补偿训练】,【,解析,】,对,O,点受力分析如图所示，水平绳拉力,F,与,OA,绳拉力,F,OA,的合力与重力大小相等，方向相反,OA,绳的拉力,F,OA,=6N,重物重力,G=N,重物的质量,m,=,答案：,6N,kg,【解析】对O点受力分析如图所示，水平绳拉力F与OA绳拉力FO,2.,如图所示，某装卸工人推着质量为,m,的木箱在水平地面上匀速运动，已知木箱与地面间的动摩擦因数为,，该工人推力与水平面间夹角为,，求工人推力的大小,。（重力加速度,为,g,）,2.如图所示，某装卸工人推着质量为m的木箱在水平地面上匀速运,【,解析,】,以木箱为研究对象，对其进行受力分析，如图所示，建立平面直角坐标系，且将,F,进行正交分解，在水平方向和竖直方向由平衡条件列方程如下：,由,得,f=,（,mg+Fsin,），,代入，所以,答案,：,【解析】以木箱为研究对象，对其进行受力分析，如图所示，建立平,二,、,共点,力作用下物体平衡问题的求解方法,方法,应用规律,适用类型,合成法,平行四边形定则,三力平衡，且有两个力垂直，合力与第三个力大小相等，方向相反,图解法,平行四边形定则,动态平衡问题，适用于定性分析的问题,二、共点力作用下物体平衡问题的求解方法方法应用规律适用类型合,方法,应用规律,适用类型,正交,分解法,平行四边形定则,多力且方向已知，建立坐标系，利用,F,x,=0,，,F,y,=0,求解,相似,三角形法,平行四边形定则,非直角三角形中边长与力成比例关系的题目,方法应用规律适用类型正交平行四边形定则多力且方向已知，建立坐,【,思考,讨论,】,在,光滑墙壁上用网兜把足球挂在,A,点，足球,与墙壁的接触点为,B,。足球的质量为,m,，悬绳,与墙壁的夹角为,，网兜质量不计，重力加,速度为,g,，如何求出悬绳对足球的拉力大小？,（物理观念）,提示：,作出足球的受力示意图，运用解析法得悬绳对,球的拉力,F,=,【思考讨论】提示：作出足球的受力示意图，运用解析法得悬绳对,【,典例示范,】,如图所示，一轻质三角形框架,B,处悬挂一,定滑轮（质量,可忽略,不计）。,一体重为,500N,的人通过跨定滑轮的轻绳匀速提起一重为,300N,的物体。,（,1,）此时,地面对人的支持力是多大？,（,2,）斜杆,BC,、横杆,AB,所受的力各是多大？,【典例示范】如图所示，一轻质三角形框架B处悬挂一定滑轮（质量,【,解析,】,（,1,）人,通过一个定滑轮拉动重物，人给重物,300N,的,力，物体,间力的作用是相互的，所以重物对人的竖直向上的拉力也是,300N,，人拉重物时，人处于静止状态，人受到竖直向下的重力,G,人,、竖直向上的支持力,F,支,、竖直向上的拉力,F,T,作用，这三个力是平衡,力,所以，,G,人,=F,T,+F,支,，所以,F,支,=G,人,-,F,T,=500N-300N=200N,；,（,2,）,B,点受到绳向下的拉力,F=2F,T,=600N,，,依据作用效果进行分解如图所示：,则由图解得：,F,BC,=400 N,，,F,AB,=Ftan30=,200 N,。,【解析】（1）人通过一个定滑轮拉动重物，人给重物300N的力,【,规律方法,】,求解,共点力平衡的一般步骤,（,1,）选取,研究对象。,（,2,）将,研究对象隔离出来，分析物体的受力情况并画受力示意图,。,（,3,）根据物体的受力特点选取适当的方法，一般采用正交分解法。,（,4,）列方程求解，并检查答案是否完整、合理。,【规律方法】,【,素养训练,】,1.,如图所示，轻绳,AB,的,A,端连接在墙上，,B,端连接在轻杆上，轻杆,BC,的,C,端用铰链,连接在墙上，,B,端挂一重为,G=100N,的物,体。已知,AB=2.7m,，,AC=1.8m,，,BC=,3.6m,，则轻绳,AB,和轻杆,BC,上的力各,是（,）,A.200N,，,150N,B.150N,，,200N,C.150N,，,100N,D.100N,，,150N,【素养训练】,【,解析,】,选,B,。对,B,点受力分析如图：,根据相似三角形可得,：,解得,F=200N,，,T=150N,，故选,B,。,【解析】选B。对B点受力分析如图：根据相似三角形可得：,2,.,（多选）如,图所示，轻绳,AO,与竖直,方向成,一角度，轻绳,BO,水平。竖直轻绳,CO,系住,一物体使其处于平衡状态，当绳子,的悬,点,A,缓慢向右移动时，,BO,始终保持,水平,，在,AO,到达竖直方向前，关于绳子,AO,和,BO,的拉力，,下列,说法中正确的,是（,）,A.,绳,AO,的拉力一直在增大,B.,绳,BO,的拉力一直在减小,C.,绳,BO,的拉力先增大后减小,D.,绳,AO,的拉力一直在减小,2.（多选）如图所示，轻绳AO与竖直方向成一角度，轻绳BO水,【,解析,】,选,B,、,D,。对结点,O,受力,分析，受重力,mg,、拉力,F,B,和,F,A,，,将三个力首尾相连，构成矢量,三角形，如图作出,AO,绳在三个,不同位置力的合成,图（,1,2,3,）；,从图可以看出，轻绳,AO,与竖直方向夹角逐渐变小的过程中，绳,AO,的拉力,F,A,一直减小，绳,BO,的拉力,F,B,也一直减小，故,A,、,C,错误,，,B,、,D,正确。故选,B,、,D,。,共点力的平衡,人教版高中物理,PPT1,共点力的平衡,人教版高中物理,PPT1,【解析】选B、D。对结点O受力共点力的平衡人教版高中物理,【,补偿训练,】,1,.,物体,A,在水平力,F=400N,的,作用下，沿倾角,=53,的斜面,匀速下滑，如图所示。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,。（,sin53,=0.8,，,cos53,=,0.6,）,共点力的平衡,人教版高中物理,PPT1,共点力的平衡,人教版高中物理,PPT1,【补偿训练】共点力的平衡人教版高中物理PPT1共点力的,【,解析,】,对,A,进行受力分析如图，,A,受到重力,G,，水平作,用力,F,，支持力,N,，摩擦力,f,，共四个力作用，在沿斜面,方向上：,Gsin53,=,N+Fcos53,，在垂直斜面方向,上,：,N=Gcos53,+,Fsin53,联立可得,N=560N,，,=,答案：,560N,共点力的平衡,人教版高中物理,PPT1,共点力的平衡,人教版高中物理,PPT1,【解析】对A进行受力分析如图，A受到重力G，水平作共点力的,2.,如图所示，质量为,30kg,的,小孩坐在质量为,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，使雪橇沿水平地面做匀速直线运动，求：,（,1,）水平,地面对雪橇的支持力的大小。,（,2,）雪橇,与水平地面间的动摩擦因数,。,（已知,sin37=0.6,，,cos37=0.8,，,g,取,10m/s,2,）,共点力的平衡,人教版高中物理,PPT1,共点力的平衡,人教版高中物理,PPT1,2.如图所示，质量为30kg的小孩坐在质量为10kg的雪橇上,【,解析,】,对小孩和雪橇整体受力分析如图所示，,根据平衡条件可得：,竖直方向上有：,N+Fsin37=G,代入数值，则,N=4010N-1000.6N=340N,水平方向上有：,Fcos37=f=,N,代入数值得,=0.24