高一物理必修一：第三章習(xí)題課共點(diǎn)力作用下物體的平衡ppt課件

1、習(xí)題課共點(diǎn)力作用下物體的平衡,要點(diǎn)1物體的受力分析 要研究物體的運(yùn)動(dòng)必須分析物體的受力情況，把指定物體(研究對(duì)象)在物理情景中受到的作用力都分析出來(lái)，并畫(huà)出物體所受力的示意圖，這個(gè)過(guò)程就是受力分析,2分析受力情況的順序 (1)確定受力分析的研究對(duì)象可以是單個(gè)物體，也可以是多個(gè)物體的組合 (2)按順序進(jìn)行受力分析：先重力，然后依次是彈力、摩擦力，最后分析其他力 (3)畫(huà)出物體的受力示意圖，注意各力的方向和作用點(diǎn) (4)檢查各力的施力物體，防止漏力和添力,3受力分析注意問(wèn)題 (1)分析物體受力時(shí)，只分析周圍物體對(duì)研究對(duì)象所施加的力，不要分析研究對(duì)象對(duì)周圍物體施加的力，也不要把作用在其他物體上的力錯(cuò)

2、誤地認(rèn)為通過(guò)“力的傳遞”作用在研究對(duì)象上 (2)受力分析時(shí)，不要多力或漏力，要注意確定每個(gè)力的施力物體和受力物體，在力的合成和分解中，不要把實(shí)際不存在的合力或分力當(dāng)做是物體受到的力,3)如果一個(gè)力的方向難以確定，可用假設(shè)法分析 (4)物體受力情況會(huì)隨運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變而改變，必要時(shí)要根據(jù)學(xué)到的知識(shí)通過(guò)計(jì)算確定,如圖1所示，兩物塊在水平拉力作用下做勻速直線運(yùn)動(dòng)，兩物塊保持相對(duì)靜止，畫(huà)出兩物塊受力分析圖,圖1,精講精析】隔離A物體，按照先重力次彈力再摩擦力的分析步驟，重力GA和B物體對(duì)A的彈力F1是可以確定的，那么摩擦力是否存在呢？我們可以假設(shè)A、B間光滑 (即A、B間沒(méi)有摩擦力)，A物體由 于慣性，

3、仍然可以保持原來(lái)的速 度做勻速直線運(yùn)動(dòng)，這與題意相 符合，故可以判斷B對(duì)A沒(méi)有摩擦 力，A物體受力如圖2所示,圖2,隔離B物體，按照先重力(已知力) 次彈力再摩擦力的分析步驟先 重力GB和已知拉力F，從A對(duì)B的 向下的彈力F2開(kāi)始，按照順時(shí)針 的順序依次畫(huà)出F2、地面對(duì)B物 體的豎直向上的彈力F3.對(duì)于地面對(duì)B是否有摩擦力，可以如下判斷：因?yàn)锽對(duì)A沒(méi)有摩擦力,圖3,所以A對(duì)B也就沒(méi)有摩擦力(力的作用是相互的)，然而B(niǎo)受到水平向右的拉力F，從而根據(jù)力的平衡條件可以判斷地面對(duì)B有水平向左的摩擦力F(因?yàn)锽物體勻速運(yùn)動(dòng))，B物體受力如圖3所示 【答案】見(jiàn)精講精析,要點(diǎn)2物體的平衡,物體在三個(gè)共點(diǎn)力作

4、用下處于平衡狀態(tài)時(shí)，任意兩個(gè)力的合力與第三個(gè)力等大反向 物體受N個(gè)共點(diǎn)力作用處于平衡狀態(tài)時(shí)，其中任意一個(gè)力與剩余(N1)個(gè)力的合力一定等大反向 當(dāng)物體處于平衡狀態(tài)時(shí)，沿任意方向物體所受的合力均為零,3共點(diǎn)力平衡問(wèn)題的求解方法 (1)分解法 將一個(gè)力沿其他兩個(gè)力的反方向分解，這樣把三力平衡問(wèn)題轉(zhuǎn)化為兩個(gè)方向上的二力平衡問(wèn)題,則每個(gè)方向上的一對(duì)力大小相等,方向相反. (2)合成法 將三個(gè)力中的任意兩個(gè)力合成為一個(gè)力，則這兩個(gè)力的合力與第三個(gè)力平衡，把三力平衡問(wèn)題轉(zhuǎn)化為二力平衡問(wèn)題,3)正交分解法 正交分解法在處理四力或四力以上的平衡問(wèn)題時(shí)非常方便，將物體所受的各個(gè)力均向兩個(gè)互相垂直的方向上分解，然

5、后分別在這兩個(gè)方向上列平衡方程此時(shí)平衡條件可表示為Fx合0，F(xiàn)y合0. (4)相似三角形法 根據(jù)合力為零,把三個(gè)力畫(huà)在一個(gè)三角形中，看力的三角形與哪個(gè)幾何三角形相似，根據(jù)相似三角形的對(duì)應(yīng)邊成比例列方程求解,在科學(xué)研究中，可以用風(fēng)力儀直接測(cè)量風(fēng)力的大小，其原理如圖4所示儀器中一根輕質(zhì)金屬絲懸掛著一個(gè)金屬球無(wú)風(fēng)時(shí)，金屬絲豎直下垂;當(dāng)受到沿水平方向吹來(lái)的風(fēng)時(shí),金屬絲偏離豎直方向一個(gè)角度 風(fēng)力越大,偏角越大.通過(guò)傳感 器,就可以根據(jù)偏角的大小指 示出風(fēng)力.那么風(fēng)力大小F跟金 屬球的質(zhì)量m、偏角之間有什么樣的關(guān)系呢,圖4,思路點(diǎn)撥】金屬球處于三力平衡狀態(tài),可以應(yīng)用分解法、合成法或正交分解法求解 【精講精

6、析】取金屬球?yàn)檠芯繉?duì)象，有風(fēng)時(shí)，它受到三個(gè)力的作用：重力mg、水平方向的風(fēng)力F和金屬絲的拉力FT，如圖5所示,圖5,這三個(gè)力是共點(diǎn)力，在這三個(gè)共點(diǎn)力的作用下金屬球處于平衡狀態(tài)，則這三個(gè)力的合力為零根據(jù)任意兩力的合力與第三個(gè)力等大反向求解，可以根據(jù)力的三角形定則求解，也可以用正交分解法求解,圖6,法一：力的合成法 如圖6甲所示，風(fēng)力F和拉力FT的合力與重力等大反向，由平行四邊形定則可得Fmgtan. 法二：力的分解法 重力有兩個(gè)作用效果：使金屬球抵抗風(fēng)的吹力和使金屬絲拉緊，所以可以將重力沿水平方向和金屬絲的方向進(jìn)行分解，如圖6乙所示，由幾何關(guān)系可得 FFmgtan,法三：正交分解法 以金屬球?yàn)樽鴺?biāo)原點(diǎn)，取水平方向?yàn)閤軸，豎直方向?yàn)閥軸，建立坐標(biāo)系，如圖6丙所示由水平方向的合力Fx合和豎直方向的合力Fy合分別等于零，即 Fx合FTsinF0 Fy合FTcosmg0,解得Fmgtan. 由所得結(jié)果可見(jiàn)，當(dāng)金屬球的質(zhì)量m一定時(shí)，風(fēng)力F只跟偏角有關(guān)因此，偏角的大小