高中物理第5章第3节力的平衡课件（鲁科版必修1）

欢迎进入物理课堂 第3节力的平衡 感悟平衡之美 图1 蘑菇石 图2 商场电梯上的人 图3 远古巨石 图4 平稳飞行的飞机 1 平衡状态是指物体的运动状态保持不变 下列运动状态属于平衡状态的有 A 静止B 自由落体运动C 匀速直线运动D 匀速圆周运动 AC 2 使物体处于平衡状态 即保持静止或匀速直线运动 时的受力情况如何 不受力 由牛顿第一定律可知 物体在不受任何外力作用时 将保持静止或匀速直线运动状态 可以 F合 0 受一个力 不可以 F合 0 自由落体运动 受两个力 可以 F合 0 牛顿第一定律 站岗 匀速升空 站立 二力平衡 大小相等方向相反同一直线 一对平衡力的合力为零 3 三个共点力作用下物体的平衡条件 猜想假设 实验设计 F1 F2 F3 F1 F2 F3 F12 F合 0 因此由实验可得出结论 三个共点力作用下物体的平衡条件为 F合 0 由实验收集的数据可知 F12与F3大小相等 方向相反 在一条直线上 F12表示F1 F2的合力 三个共点力作用下物体的平衡条件 即 当物体所受三个共点力而处于平衡状态 那么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 作用在同一条直线上 F合 0即F1 F2 F3 0 F1 F2 F3F1 F3 F2F2 F3 F1 推广 物体在三个以上共点力作用下的平衡条件是所受合力也为零 即F合 0 推论 当物体处于平衡时 它所受的某一个力与其余的力的合力等值反向 寻找三个以上的共点力的平衡条件 根据力的合成定则 我们可以把任意两个共点力用一个力代替 据此 逐步的等效简化 三个以上的共点力最终也都可以等效简化为两个共点力 可见三个以上的共点力的平衡最终也都可以等效简化为二力平衡 二力平衡的物体合外力为零 F123 如四个力的简化 求解共点力作用下平衡问题的解题步骤 1 确定研究对象 2 对研究对象进行受力分析 并画受力图 3 据物体的受力和已知条件 采用力的合成 分解 图解 正交分解法 确定解题方法 4 解方程 进行讨论和计算 例题 用绳子将鸟笼挂在一根栋梁上 OA与横梁的夹角600 OA与OB垂直 如图所示 若鸟笼重为20N 求 绳子OC对鸟笼的拉力 绳子OA和OB对结点O的拉力 解 对鸟笼分析 由二力平衡得OC对鸟笼的拉力的大小为T G 20N 对结点分析 600 由共点力的平衡得 12 F1 F12cos600 F2 F12sin600 点对象 明受力 表依据 由三角函数关系得 对力的处理 代入数据 可解得 10N F2 10N 解法 对结点分析 如图 按平行四边形定则分解 600 由三角函数可得T1 Tcos600T2 Tsin600 根据共点力的平衡条件得 F1 T1 F2 T2 代入数据 可解得 10N F2 10N 解法 对结点分析 如图 由共点力的平衡条件知 平移各力后一定是封闭的三角形 由三角函数可得F1 Tsin300F2 Tcos300 代入数据 可解得 30 解 对球受力分析 如图 将G分解得 由共点力的平衡条件得到 4 如图所示 如果篮球的重 15 300 求 细绳对球的拉力和墙面对球的支持力各是多少 G2 Gtan300 15 5N G1 G cos300 15 10N 细绳对球的拉力F1 G1 10N墙面对球的支持力F2 G2 5N 平衡种类和稳度 1 平衡种类 1 不稳定平衡 2 稳定平衡 3 随遇平衡 2 提高稳度的方法 降低重心 增大支持面 课堂小结 共点力作用下物体的平衡 平衡状态 物体处于静止或匀速直线运动的状态 平衡条件 F合 0 解题方法 合成法 分解法 三角形法 今天作业 课本P945 6 8 做在作业本上 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全