2018高中物理 第四章 物体的平衡 专题4.1 共点力作用下物体的平衡课件 教科版必修1.ppt

第一节共点力作用下物体的平衡 从高耸的山峰 凌空托起的巨石到我们脚下的大地 从摩天高楼 电视塔到家庭中的家具 摆设 无一不处于平衡状态 课堂引入 空中芭蕾平衡的艺术 叠石头的最高境界 叠石头的最高境界 作用在物体的同一点 或作用线相交于一点的几个力称为共点力 G F2 F1 F f N G 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 课堂引入 共点力 几个力如果作用在物体的同一点 或者它们的作用线相交于一点 这几个力叫做共点力 共点力 课堂引入 平衡状态 物体处于静止或者匀速直线运动的状态叫做平衡状态 静止在桌面上的木块 匀速行驶的汽车 静止在斜面上的木块 学习活动一认识平衡状态 平衡的种类 如果物体缓慢移动则称为准静态 B 动平衡 物体保持匀速直线运动状态 A 静平衡 物体保持静止状态 平衡状态的运动学特征 V 0或V不变 即 a 0注意 保持静止和瞬时速度为0不同 学习活动一认识平衡状态 一 平衡状态 1 概念 一个物体在共点力的作用下 保持静止或者做匀速直线运动 我们就说这个物体处于平衡状态 2 什么是平衡状态 我们周围的楼房 树木 课桌椅 粉笔盒都处于静止状态 凡是保持静止不动的物体 我们就说它处于平衡状态 除此之外 如果物体做匀速直线运动 我们也称它处于平衡状态 举例 汽车沿直线匀速运动 是 物体被匀速举高 是 汽车拐弯 不是 学习活动一认识平衡状态 判断 以下物体是否处于平衡状态 1 天花板下悬挂的静止的吊扇 2 粗糙斜面上静止的木块 3 光滑水平面上匀速直线滑动的冰块 4 沿斜面匀速直线下滑的铁箱 5 竖直上抛到最高点的篮球 6 拿在手上铅球 松手的瞬间 答 1 2 3 4 是平衡状态 5 6 不是平衡状态 受力分析 1 天花板下悬挂的静止的吊扇 F G 此时 构成二力平衡 合 受力分析 2 粗糙斜面上静止的木块 N 此时 和F的合力F 与G形成二力平衡 合 受力分析 3 光滑水平面上匀速直线滑动的冰块 N v 此时F G形成二力平衡 合 受力分析 4 沿斜面匀速直线下滑的铁箱 G N Ff F v 此时FN和Ff的合力 与 形成二力平衡 合 受力分析 5 竖直上抛到最高点的篮球 G 此时篮球只受到重力 的作用 合 而不为 受力分析 6 拿在手上铅球 松手的瞬间 此时铅球只受到重力 的作用 合 而不为 二 共点力作用下物体的平衡条件 1 共点力作用下物体的平衡条件是 物体处于平衡状态时 它的受力平衡 2 当物体在二个力的作用下处于平衡状态时 这二个力一定是等值 反向 共线 合力为零 上一页 下一页 退出 目录 学习活动二 探究平衡条件 合外力为零 例1 如图所示 在绕过两个定滑轮的绳子的两端悬挂两个物体 它们分别重15N和20N 在两个滑轮之间的绳上悬挂一个物体A 当a 90 时 这三个物体都处于平衡状态 求A物体的重力 问题1 如图所示 细绳CO与竖直方向成30 角 A B两物体用跨过滑轮的细绳相连 已知物体B所受到的重力为100N 地面对物体B的支持力为80N 试求 1 物体A所受到的重力 2 物体B与地面间的摩擦力 3 细绳CO受到的拉力 小结 1 当物体受到多个共点力 在同一平面内 的作用时 也可用正交分解的方法 将各个力沿选定的直角坐标轴分解 建立直角坐标系时 一般尽量使更多的力落在坐标轴上 以减少分解力的个数 然后根据Fx合 0 Fy合 0列式求解 2 运用共点力平衡条件解题的步骤 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分析图 3 对研究对象所受的力进行处理 或合成或分解或正交分解 4 根据F合 0或Fx合 0 Fy合 0列方程求解 问题2 如图所示 一个重为G的圆球 被一段细绳挂在竖直光滑墙上 绳与竖直墙的夹角为 则绳子的拉力和墙壁对球的弹力各是多少 共点力的平衡 例2 如图所示 一个重为G的圆球 被一段细绳挂在竖直光滑墙上 绳与竖直墙的夹角为 则绳子的拉力和墙壁对球的弹力各是多少 解法一 合成法F F合 G cos FN Gtan 共点力的平衡 拓展 若再减小绳长L 上述二力大小将如何变化 例2 如图所示 一个重为G的圆球 被一段细绳挂在竖直光滑墙上 绳与竖直墙的夹角为 则绳子的拉力和墙壁对球的弹力各是多少 解法二 分解法F F合 F2 G cos FN F1 Gtan 共点力的平衡 例2 如图所示 一个重为G的圆球 被一段细绳挂在竖直光滑墙上 绳与竖直墙的夹角为 则绳子的拉力和墙壁对球的弹力各是多少 解法三 正交分解法X FN Fsin 0Y Fcos G 0解得 F G cos FN Gtan 共点力的平衡 3 应用共点力平衡条件解题的步骤 1 明确研究对象 2 正确分析研究对象的受力情况 并画出受力图 3 判断物体是否处于平衡状态 是否可以用共点力的平衡条件求解 4 运用平衡条件 选择适当的方法 列出平衡方程求解 5 解方程 对结果说明或讨论 学习活动三 平衡条件的应用