2.1共點力作用下物體的平衡ppt課件

1、共點力作用下物體的平衡共點力作用下物體的平衡要點疑點考點課 前 熱 身才干思維方法要點要點疑點疑點考點考點一、共點力的概念一、共點力的概念幾個力作用于物體上的同一點或幾個力的作用線相交幾個力作用于物體上的同一點或幾個力的作用線相交于同一點，這幾個力叫做共點力于同一點，這幾個力叫做共點力. .二、共點力作用下物體的平衡條件二、共點力作用下物體的平衡條件 1.1.平衡狀態(tài)：一個物體在共點力的作用下，如果保平衡狀態(tài)：一個物體在共點力的作用下，如果保持靜止或者做勻速直線運動，就說這個物體處于平衡持靜止或者做勻速直線運動，就說這個物體處于平衡狀態(tài)狀態(tài). . 2. 2.共點力作用下物體平衡條件是：合力為共

2、點力作用下物體平衡條件是：合力為0 0，寫成，寫成公式公式F F合合=0.=0.3 3當物體受到三個力處于平衡狀態(tài)時，通常當物體受到三個力處于平衡狀態(tài)時，通常把其中任意兩個力合成，則其合力與第三個力把其中任意兩個力合成，則其合力與第三個力的關系是大小相等，方向相反；或者把其中任的關系是大小相等，方向相反；或者把其中任一個力沿另兩個力方向所在直線分解，則兩個一個力沿另兩個力方向所在直線分解，則兩個分力與另兩個力的關系是分別對應大小相等，分力與另兩個力的關系是分別對應大小相等，方向相反方向相反. .4 4如果物體受到三個以上的力作用時，一般如果物體受到三個以上的力作用時，一般用正交分解法用正交分解

3、法. .要點要點疑點疑點考點考點1、平衡狀態(tài)、平衡力、平衡狀態(tài)、平衡力復習精要：復習精要： 物體在幾個力作用下處于靜止或勻速直線運動狀態(tài)，物體在幾個力作用下處于靜止或勻速直線運動狀態(tài)，叫做平衡狀態(tài)，這幾個力互相叫做平衡力或其中一個叫做平衡狀態(tài)，這幾個力互相叫做平衡力或其中一個力叫其余幾個力的平衡力）力叫其余幾個力的平衡力）說明：平衡力和作用力與反作用力的區(qū)別：說明：平衡力和作用力與反作用力的區(qū)別： （1平衡力可以是不同性質的力平衡力可以是不同性質的力,而作用力與反作用力而作用力與反作用力 一定是同一性質的力；一定是同一性質的力； （2平衡力中的某個力發(fā)生變化或消失時，其他的力平衡力中的某個力發(fā)

4、生變化或消失時，其他的力不一定變化或消失不一定變化或消失,而作用力與反作用力一定是同時變而作用力與反作用力一定是同時變化或消失；化或消失；（3平衡力作用在同一物體上，作用力與反作用力分平衡力作用在同一物體上，作用力與反作用力分別作用在兩個相互作用的物體上；別作用在兩個相互作用的物體上；（4 4平衡力的效果使物體平衡，而作用力與反作用力平衡力的效果使物體平衡，而作用力與反作用力則分別產生各自效果。則分別產生各自效果。 2、哪些情況可作平衡來處理、哪些情況可作平衡來處理（1靜止：靜止：v=0，a=0；（2勻速直線運動：勻速直線運動：v =恒量，恒量，a=0；（3勻速轉動：勻速轉動：=恒量；恒量；3

5、、物體的平衡條件、物體的平衡條件（1共點力作用下平衡條件：共點力作用下平衡條件：合外力為零，即：合外力為零，即：F=0 或或 Fx=0 Fy=0共點力平衡的幾何條件共點力平衡的幾何條件根據(jù)共點力作用下物體的平衡條件和力的合成的多邊根據(jù)共點力作用下物體的平衡條件和力的合成的多邊形定則可知，共點力平衡的幾何條件是：各力首尾相形定則可知，共點力平衡的幾何條件是：各力首尾相接自行構成封閉的力多邊形接自行構成封閉的力多邊形共點力作用下物體的平衡條件的推論共點力作用下物體的平衡條件的推論物體受兩個共點力作用平衡，這兩個力必大小相等物體受兩個共點力作用平衡，這兩個力必大小相等,方方向相反，作用在一條直線上。

6、向相反，作用在一條直線上。 物體受三個共點力作用平衡，則三個力的作用線必相物體受三個共點力作用平衡，則三個力的作用線必相交于同一點。其中任意兩個力的合力，一定與第三個力交于同一點。其中任意兩個力的合力，一定與第三個力等值反向；畫出力的平行四邊形后，應用直角三角形的等值反向；畫出力的平行四邊形后，應用直角三角形的邊角關系、正弦定理或余弦定理或者相似三角形對應邊邊角關系、正弦定理或余弦定理或者相似三角形對應邊成比例等方法求解之。成比例等方法求解之。 三個以上力依次類推，而且三個以上的力最終三個以上力依次類推，而且三個以上的力最終都可歸結為三個力的平衡。所以三個力平衡在都可歸結為三個力的平衡。所以三

7、個力平衡在共點力作用下物體的平衡問題中具有典型性。共點力作用下物體的平衡問題中具有典型性。 一個物體受三個共點力而平衡，若其中第一一個物體受三個共點力而平衡，若其中第一個力為恒力，第二個力方向不變，第三個力大個力為恒力，第二個力方向不變，第三個力大小、方向都改變，則當?shù)谌齻€力與第二個力垂小、方向都改變，則當?shù)谌齻€力與第二個力垂直時最小直時最?。?有固定轉動軸平衡條件：合外力為零，合有固定轉動軸平衡條件：合外力為零，合力矩為零，即：力矩為零，即： F=0 M=0 1在下列運動狀態(tài)下，物體處于平衡狀態(tài)的有在下列運動狀態(tài)下，物體處于平衡狀態(tài)的有（ ） A蹦床運動員上升到最高點時蹦床運動員上升到最高點

8、時 B秋千擺到最低點時秋千擺到最低點時 C相對靜止于水平勻速運動的傳送帶上的貨物相對靜止于水平勻速運動的傳送帶上的貨物 D宇航員費俊龍、聶海勝乘坐宇航員費俊龍、聶海勝乘坐“神舟六號進神舟六號進入軌道做圓周運動時入軌道做圓周運動時C課課 前前 熱熱 身身2.2.一物體同時受到共面的三個力的作用，下列幾一物體同時受到共面的三個力的作用，下列幾組力的合力可以為組力的合力可以為0 0的是的是( )( )A.5NA.5N、7N7N、8N8NB.5NB.5N、2N2N、3N3NC.1NC.1N、5N5N、10N10ND.1ND.1N、10N10N、10N10NABDABD課課 前前 熱熱 身身3.3.兩個

9、物體兩個物體A A和和B B，質量分別，質量分別為為M M和和m m，用跨過定滑輪的輕，用跨過定滑輪的輕繩相連，繩相連，A A靜止于水平地面靜止于水平地面上，如圖上，如圖1-4-11-4-1所示，不計所示，不計摩擦，摩擦，A A對繩的作用力的大對繩的作用力的大小與地面對小與地面對A A的作用力的大的作用力的大小分別為小分別為( )( )A.mg,(M-m)gA.mg,(M-m)gB.mg,MgB.mg,MgC.(M-m)g,MgC.(M-m)g,MgD.(M+m)g,(M-m)gD.(M+m)g,(M-m)g圖1-4-1A A課課 前前 熱熱 身身4.4.一根粗細均勻的勻質棒按不同的對稱方式懸

10、掛一根粗細均勻的勻質棒按不同的對稱方式懸掛于線下，如圖于線下，如圖1-4-21-4-2所示，則圖中哪一種懸掛方式所示，則圖中哪一種懸掛方式能使線的張力最小能使線的張力最小( )( )圖1-4-2D D課課 前前 熱熱 身身5.5.在如圖在如圖1-4-31-4-3的裝的裝置中，物體置中，物體A A處于靜處于靜止止. .已知已知A A所受重力所受重力GA=10NGA=10N，B B所受重力所受重力GB=2NGB=2N，繩與水平方，繩與水平方向的夾角為向的夾角為3737. .那那么，物體么，物體A A與水平地與水平地面的摩擦力面的摩擦力f= f= ，物體物體A A對地面的壓力對地面的壓力FN=FN=

11、圖1-4-31.6N1.6N8.8N8.8N 6春天在廣場上有許多人放風箏。會放風箏的春天在廣場上有許多人放風箏。會放風箏的人人,可使風箏靜止在空中。圖可使風箏靜止在空中。圖2中的四幅圖中，中的四幅圖中，MN代表風箏截面，代表風箏截面，OL代表風箏線，風向水平。在圖代表風箏線，風向水平。在圖2所示的四種情況中，風箏可能處于靜止狀態(tài)的所示的四種情況中，風箏可能處于靜止狀態(tài)的是是 ( )BMNLMNLMNLMNL風向風向風向風向風向風向風向風向A DCOOOOB7.如下圖，物體如下圖，物體A靠在豎直墻面上，在力靠在豎直墻面上，在力F作用作用下，下，A、B保持靜止。物體保持靜止。物體B的受力個數(shù)為：

12、的受力個數(shù)為： ( )A2 B3 C4 D5BAF點撥：點撥：AB間一定有摩擦力存在。間一定有摩擦力存在。C8如下圖，物體如下圖，物體P左邊用一根輕彈簧和豎直墻相連，左邊用一根輕彈簧和豎直墻相連，放在粗糙水平面上，靜止時彈簧的長度大于原長。放在粗糙水平面上，靜止時彈簧的長度大于原長。若再用一個從零開始逐漸增大的水平力若再用一個從零開始逐漸增大的水平力F向右拉向右拉P，直到拉動，那么在直到拉動，那么在P被拉動之前的過程中，彈簧對被拉動之前的過程中，彈簧對P的彈力的彈力T的大小和地面對的大小和地面對P的摩擦力的摩擦力f 的大小變化情的大小變化情況是況是（ ） AT始終增大，始終增大，f 始終減小始

13、終減小 BT先不變后增大，先不變后增大，f 先減小后增大先減小后增大 CT保持不變，保持不變，f 始終減小始終減小 DT保持不變，保持不變，f 先減小后增大先減小后增大P D 10如下圖，用兩根細線把如下圖，用兩根細線把A、B兩小球懸掛在兩小球懸掛在天花板上的同一點天花板上的同一點O，并用第三根細線連接，并用第三根細線連接A、B兩兩小球，然后用某個力小球，然后用某個力F作用在小球作用在小球A上，使三根細上，使三根細線均處于直線狀態(tài)，且線均處于直線狀態(tài)，且OB細線恰好沿豎直方向，細線恰好沿豎直方向，兩小球均處于靜止狀態(tài)。則該力可能為圖中的兩小球均處于靜止狀態(tài)。則該力可能為圖中的 （）（AF1 （

14、BF2（CF3（DF4OBF1F2F3F4A點撥：點撥： 線線AB中的張力為中的張力為0.B C11在建筑工地上有時需要將一些建筑材料由高處送在建筑工地上有時需要將一些建筑材料由高處送到低處，為此工人們設計了一種如圖所示的簡易滑軌：到低處，為此工人們設計了一種如圖所示的簡易滑軌：兩根圓柱形木桿兩根圓柱形木桿AB和和CD相互平行，斜靠在豎直墻壁相互平行，斜靠在豎直墻壁上，把一摞瓦放在兩木構成的滑軌上，瓦將沿滑軌滑上，把一摞瓦放在兩木構成的滑軌上，瓦將沿滑軌滑到低處。在實際操作中發(fā)現(xiàn)瓦滑到底端時速度較大，到低處。在實際操作中發(fā)現(xiàn)瓦滑到底端時速度較大，有可能有可能 摔碎，為了防止瓦被損壞，下列措施中

15、可行的摔碎，為了防止瓦被損壞，下列措施中可行的是是 ( ) A減少每次運送瓦的塊數(shù)減少每次運送瓦的塊數(shù) B增多每次運送瓦的塊數(shù)增多每次運送瓦的塊數(shù)C減小兩桿之間的距離減小兩桿之間的距離 D增大兩桿之間的距離增大兩桿之間的距離BADCD解見下頁解見下頁解：解： 畫出瓦的受力圖如圖示：畫出瓦的受力圖如圖示：Gsin fN2N1Gcos N2N1Gcos 增加或減少每次運送瓦的塊數(shù)，重力增加或減少每次運送瓦的塊數(shù)，重力G、支持力、支持力N和摩擦力和摩擦力f都按比例變化，但加速度不變，瓦滑到底端都按比例變化，但加速度不變，瓦滑到底端時的速度不變，不能防止瓦被損壞。時的速度不變，不能防止瓦被損壞。增大兩

16、桿之間的距離，兩桿對瓦片的支持力增大兩桿之間的距離，兩桿對瓦片的支持力N增大，增大，如圖紅線示，如圖紅線示，兩桿與瓦片間的摩擦力增大，兩桿與瓦片間的摩擦力增大，瓦片的加速度減小，瓦片的加速度減小，瓦滑到底端時速度減小，瓦滑到底端時速度減小，可以防止瓦被損壞?？梢苑乐雇弑粨p壞。 12如圖所示是山區(qū)村民用斧頭劈柴的剖面如圖所示是山區(qū)村民用斧頭劈柴的剖面圖，圖中圖，圖中BC邊為斧頭背，邊為斧頭背，AB、AC邊是斧頭的邊是斧頭的刃面。要使斧頭容易劈開木柴，那么刃面。要使斧頭容易劈開木柴，那么 （ ） ABC邊短些，邊短些，AB邊也短些邊也短些 BBC邊長一些，邊長一些，AB邊短一些邊短一些 CBC邊短

17、一些，邊短一些，AB邊長一些邊長一些 DBC邊長一些，邊長一些，AB邊也長一些邊也長一些ACB木柴木柴斧頭斧頭C13如下圖，獵人非法獵猴，用兩根輕繩將猴如下圖，獵人非法獵猴，用兩根輕繩將猴子懸于空中，猴子處于靜止狀態(tài)。以下相關說子懸于空中，猴子處于靜止狀態(tài)。以下相關說法正確的是：法正確的是： ( )A猴子受到三個力的作用猴子受到三個力的作用B繩拉猴子的力和猴子拉繩的力相互平衡繩拉猴子的力和猴子拉繩的力相互平衡C地球對猴子的引力與猴子對地球的引力與地球對猴子的引力與猴子對地球的引力與是一對作用力和反作用力是一對作用力和反作用力D人將繩子拉得越緊，猴子受到的合力越大人將繩子拉得越緊，猴子受到的合力

18、越大A C14如圖，三根繩子上的拉力分別是如圖，三根繩子上的拉力分別是T1、T2和和T3，若懸點，若懸點B不動，懸點不動，懸點A水平向左移動水平向左移動時，對三根繩子上拉力的變化情況，下列說時，對三根繩子上拉力的變化情況，下列說法正確的是（法正確的是（ ）A、T1變小，變小，T2、 T3不變；不變； B、T1變大，變大，T2、 T3不變；不變；C、T1 、T2變大，變大， T3不變；不變；D、T1 、T2、 T3都變大都變大ABT1T2T3C 15物塊物塊M置于傾角為置于傾角為的斜面上，受到平行的斜面上，受到平行于斜面的水平力于斜面的水平力F的作用處于靜止狀態(tài)，如下圖的作用處于靜止狀態(tài)，如下圖

19、.如如果將水平力果將水平力F撤去，則物塊撤去，則物塊（ ）A會沿斜面下滑會沿斜面下滑B摩擦力的方向一定變化摩擦力的方向一定變化C摩擦力的大小變大摩擦力的大小變大D摩擦力的大小不變摩擦力的大小不變FM解：畫出受力圖如圖示，解：畫出受力圖如圖示，F(xiàn)Mgsinff 2 =F 2+(Mgsin ) 2如果將水平力如果將水平力F撤去，撤去，f 1=Mgsin f 摩擦力的大小變小，不會沿斜面下滑摩擦力的大小變小，不會沿斜面下滑B16如圖如圖3所示，在傾角為所示，在傾角為的固定光滑斜面上，的固定光滑斜面上，質量為質量為m的物體受外力的物體受外力F1和和F2的作用，的作用，F(xiàn)1方向水方向水平向右，平向右，F(xiàn)

20、2方向豎直向上。若物體靜止在斜面上，方向豎直向上。若物體靜止在斜面上，則下列關系正確的是則下列關系正確的是 ( )ABCDmgF,sinmgcosFsinF 221 mgF,sinmgsinFcosF 221 mgF,sinmgcosFsinF 221 mgF,sinmgsinFcosF 221 mF2F1圖圖3B 17. 江陰長江大橋主跨江陰長江大橋主跨 1385m ，橋下通航高度，橋下通航高度為為50m ，兩岸的橋塔高，兩岸的橋塔高 196m ，橋的東西兩側，橋的東西兩側各有一根主纜橫跨長江南北兩岸，繞過橋塔頂各有一根主纜橫跨長江南北兩岸，繞過橋塔頂鞍座由南北錨錠固定，簡化模型的剖面圖如圖

21、鞍座由南北錨錠固定，簡化模型的剖面圖如圖所示，整個橋面共所示，整個橋面共 4.8104 t ，都懸在這兩根，都懸在這兩根主纜上，若地面及橋塔對橋面的支持力不計，主纜上，若地面及橋塔對橋面的支持力不計， g取取10m/s2，則每根主纜承受的拉力約為，則每根主纜承受的拉力約為 ( )A . 2.4108N B. 6108N C . 1.2l09N D. 2.4109N50m1385m196m橋面橋面主纜主纜B解見下頁解見下頁50m1385m196m橋面橋面解：解： 橋的東西兩側各有一根主纜橋的東西兩側各有一根主纜,共有四根主纜。共有四根主纜。畫出受力圖如圖示：畫出受力圖如圖示：G2T2T由共點力平

22、衡條件由共點力平衡條件 cosTG 2251213851465019622 )/(cos 解得解得 T=6108 N才干才干思維思維方法方法【例【例1 1】如圖】如圖1-4-41-4-4所示，質量為所示，質量為m1=5kgm1=5kg的物體，的物體，置于一粗糙的斜面上，用一平行于斜面的大小為置于一粗糙的斜面上，用一平行于斜面的大小為30N30N的力的力F F推物體，物體沿斜面向上勻速運動，斜推物體，物體沿斜面向上勻速運動，斜面體質量面體質量m2=10kgm2=10kg，且始終靜止，取，且始終靜止，取g=10m/s2g=10m/s2，求，求地面對斜面的摩擦力的大小及支持力的大小地面對斜面的摩擦力

23、的大小及支持力的大小. .圖1-4-4才干才干思維思維方法方法【解析】（【解析】（1 1隔離法：對隔離法：對物體作受力分析，如圖物體作受力分析，如圖1-1-4-5(a)4-5(a)所示，由圖可知，所示，由圖可知，在垂直于斜面方向上在垂直于斜面方向上FN=m1gcos30FN=m1gcos30在平行于斜面方向上，在平行于斜面方向上，F(xiàn)=m1gsin30F=m1gsin30+Ff,Ff=F-+Ff,Ff=F-m1gsin30m1gsin30圖1-4-5才干才干思維思維方法方法再對斜面體作受力分析，如圖再對斜面體作受力分析，如圖1-4-5(b)1-4-5(b)所示所示. .在豎直方向上有在豎直方向上

24、有FNFN地地=m2g+FNcos30=m2g+FNcos30-Ffsin30-Ffsin30，且，且Ff=Ff.Ff=Ff.將將、兩式代入兩式代入式得式得FNFN地地=(m2+m1)g-Fsin30=(m2+m1)g-Fsin30=135N.=135N.在水平方向上有在水平方向上有圖1-4-5才干才干思維思維方法方法FNx=FNsin30FNx=FNsin30=m1gcos30=m1gcos30sin30sin30Ffx=Ffcos30Ffx=Ffcos30=Fcos30=Fcos30-m1gsin30-m1gsin30cos30cos30顯然，顯然，F(xiàn)fxFfx和和FNxFNx方向均向右，

25、斜面體有向右運動方向均向右，斜面體有向右運動的趨勢，受到地面對它向左的摩擦力的趨勢，受到地面對它向左的摩擦力F F地地. .F F地地=Ffx+FNx=Fcos30=Ffx+FNx=Fcos30= N.= N.315才干才干思維思維方法方法(2)(2)整體法：由于不要求求出物體和斜面體之間的相互整體法：由于不要求求出物體和斜面體之間的相互作用力，而且兩個物體均處于平衡態(tài)，故可以將物體和作用力，而且兩個物體均處于平衡態(tài)，故可以將物體和斜面體當作一個整體來研究，其受力圖如圖斜面體當作一個整體來研究，其受力圖如圖1-4-61-4-6所示所示. .由圖可知：由圖可知：在水平方向上，有在水平方向上，有F

26、 F地地=Fcos30=Fcos30= N= N；在豎直方向上，有在豎直方向上，有FNFN地地= =（m2+m1m2+m1g-Fsin30g-Fsin30=135N.=135N.圖1-4-6315才干才干思維思維方法方法【解題回顧】從以上兩種方法比較，不難看出；整【解題回顧】從以上兩種方法比較，不難看出；整體法比隔離法簡捷得多體法比隔離法簡捷得多一般情況下，兩個以上相一般情況下，兩個以上相互連接處于平衡狀態(tài)的物體，若研究的問題不涉及互連接處于平衡狀態(tài)的物體，若研究的問題不涉及物體間的相互作用，用整體法往往簡捷明了物體間的相互作用，用整體法往往簡捷明了才干才干思維思維方法方法【例【例2 2】如圖】如圖1-4-71-4-7所示，重為所示，重為G G的均勻鏈條，兩端的均勻鏈條，兩端用等長的輕繩連接，掛在等高的地方，繩與水平用等長的輕繩連接，掛在等高的地方，繩與水平方向成方向成角，試求：角，試求：（1 1繩子張力繩子張力. .（2 2鏈條最低點的張力鏈條最低點的張力. .圖1-4-7才干才干思維思維方法方法【解析】（【解析】（1 1以繩子為研究對象，繩子兩端所受的以繩子為研究對象，繩子兩端所受的力為力為F1F1