2019高中物理 第三章 研究物体间的相互作用 3.5 共点力的平衡条件课件 粤教版必修1.ppt

第五节共点力的平衡条件 目标导航 预习导引 目标导航 预习导引 二 一 一 平衡状态1 平衡状态 物体处于静止或者保持匀速直线运动的状态 2 共点力的平衡 物体受到共点力的作用且处于平衡状态 目标导航 二 一 预习导引 二 平衡条件1 在共点力作用下物体处于平衡状态 作用在物体上的力所满足的条件就叫共点力的平衡条件 2 二力平衡条件 二力平衡是指物体在两个共点力的作用下处于平衡状态 这两个力的关系为大小相等 方向相反 作用在同一条直线上 即这两个力的合力为零 3 物体在共点力作用下的平衡条件是合外力为零 如果一个物体的速度为零 则该物体一定处于平衡状态吗 提示 不一定 如果一个物体能维持较长时间的速度为零 则处于平衡状态 反之 不是平衡状态 知识精要 思考探究 迁移应用 一 二 典题例解 一 平衡状态和平衡条件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 对静止的理解 静止与速度v 0并不相同 物体保持静止状态 说明v 0 a 0 两者同时成立 若仅是v 0 a 0 如竖直上抛到最高点的物体 此时物体并不能保持静止 即上抛到最高点的物体并非处于平衡状态 知识精要 思考探究 迁移应用 一 二 典题例解 2 物体的平衡条件 1 平衡条件 为了使物体保持平衡 作用在物体上的力所必须满足的条件 物体在共点力作用下的平衡条件是所受合外力为零 即F合 0 2 具体常见以下情况 物体在两个共点力作用下处于平衡状态 则这两个力必定大小相等 方向相反 是一对平衡力 物体在三个共点力作用下处于平衡状态时 任意两个力的合力与第三个力大小相等 方向相反 三力构成封闭三角形 物体受n个共点力作用处于平衡状态时 其中任意一个力与另外 n 1 个力的合力一定大小相等 方向相反 当物体处于平衡状态时 在任意方向上物体所受合力均为零 物体在某个方向上处于平衡状态 在此方向上合力为零 一 二 知识精要 思考探究 迁移应用 典题例解 杂技演员在钢丝上行走时 总是在不断调整自己的重心位置 使之基本处于钢丝正上方 身体处于一种不稳定平衡状态 还有一种看上去更加惊险的自行车走钢丝 演员骑着自行车在钢丝上行走 并且在自行车下方挂着一个沉重的车厢 坐在车厢里的演员还要做出各种高难度的动作 其实 这个节目是比较安全的 想一想 这是为什么 提示 在自行车的下部挂着一个沉重的车厢 这样可以使自行车和车厢组成的整体的重心位置处在钢丝的下方 当重心的位置偏离平衡位置时 可以自行回到平衡位置 所以自行车和车厢处于稳定平衡状态 因此这个节目是比较安全的 一 二 知识精要 思考探究 迁移应用 典题例解 例1 某物体受到共点力的作用 下列说法正确的是 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思路分析 1 理解如何选取参照物描述物体的运动 2 理解物体平衡状态的条件 一 二 知识精要 思考探究 迁移应用 典题例解 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 A项错误 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B项错误 C项正确 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 D项错误 答案 C 一 二 知识精要 思考探究 迁移应用 典题例解 一 二 知识精要 思考探究 迁移应用 典题例解 若一个物体处于平衡状态 则此物体一定是 A 静止的B 做匀速直线运动C 速度为零D 合外力为零答案 D解析 物体处于平衡状态既可能静止 也可能做匀速直线运动 无论处于什么状态 物体所受合外力一定为零 D选项正确 一 二 知识精要 典题例解 迁移应用 二 解决共点力作用下物体平衡的方法1 常用方法处理共点力的平衡问题 正确进行受力分析是关键 当物体受三个力 不平行 而平衡时 这三个力一定是共点力 常用以下两种方法处理问题 1 三角形法 根据共点力的平衡条件 在这三个力中 任两个力的合力与第三个力大小相等 方向相反 把这三个力放于同一个三角形中 三条边对应三个力 再利用几何知识求解 2 正交分解法 利用三角形法解题时 构成的三角形一般为直角三角形才能解出结果 若三个力不能构成直角三角形 或物体受力较多时 一般采用正交分解法求解 即物体处于平衡状态时 平衡条件为 一 二 知识精要 典题例解 迁移应用 2 用平衡条件求解平衡问题的基本思路和步骤 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 根据物体受力的具体情况 选用适当的解题方法 三角形法或正交分解法 4 建立平衡方程 若各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Fx 0 Fy 0联立列出方程组 或根据特殊三角形求解 5 对方程求解 必要时需对结果进行讨论 一 二 知识精要 典题例解 迁移应用 例2 右图是一个在细绳的结点O上悬挂重物的装置 细绳AO和BO的A B端都是固定的 该装置平衡时AO是水平的 BO与竖直方向的夹角为 若已知重物的重力为mg 求 1 细绳AO对结点O的拉力F1的大小 2 细绳BO对结点O的拉力F2的大小 思路分析 一 二 知识精要 典题例解 迁移应用 解析 对物体受力分析如图所示 根据共点力的平衡条件 则F合 G mgF1 mgtan 一 二 知识精要 典题例解 迁移应用 多选 如图所示 竖直放置的轻弹簧一端固定在地面上 另一端与斜面体P连接 P的斜面与固定挡板MN接触且处于静止状态 则斜面体P此刻所受的外力个数有可能为 A 2B 3C 4D 5答案 AC解析 由于P与MN接触 且处于平衡状态 如果P MN间有相互作用的弹力 则它们之间就一定存在相互作用的摩擦力 即P可能只受重力和弹簧的弹力 也可能除这两个力外 还要受到MN对它的弹力和摩擦力 A C选项正确