人教版（2019）高一物理必修第一冊：3.5共點力的平衡(共29張PPT)

3.5共點力的平衡共點力的平衡作用在物體的同一點，或作用線相交于一點的幾個力稱為共點力。一.共點力平衡狀態(tài)——物體處于靜止或者勻速直線運動的狀態(tài)叫做平衡狀態(tài)。二.共點力的平衡條件如果物體緩慢移動則稱為準靜態(tài)平衡態(tài)。

B.動平衡：物體保持勻速直線運動狀態(tài)。

A.靜平衡：物體保持靜止狀態(tài)共點力的平衡條件——在共點力作用下物體的平衡條件是合力等于零。（1）物體受兩個共點力作用時，兩個力的大小相等、方向相反，并在同一直線上。（2）當物體受到三個共點力

作用時,任意兩個力的合力與第三個力等大反向。例1：如圖所示，一個重為G的圓球，被一段細繩掛在豎直光滑墻上，繩與豎直墻的夾角為α，則繩子的拉力和墻壁對球的彈力各是多少？αFFNG一．幾何法例1：如圖所示，一個重為G的圓球，被一段細繩掛在豎直光滑墻上，繩與豎直墻的夾角為α，則繩子的拉力和墻壁對球的彈力各是多少？FFNGF合ααF=F合=G/cosαFN=Gtanα如圖，物體靜止，合力為零。幾何知識可得：解法一：合成法例1：如圖所示，一個重為G的圓球，被一段細繩掛在豎直光滑墻上，繩與豎直墻的夾角為α，則繩子的拉力和墻壁對球的彈力各是多少？FFNGF2ααF1解法二：分解法

F=F合=F2=G/cosαFN=F1=Gtanα例1：如圖所示，一個重為G的圓球，被一段細繩掛在豎直光滑墻上，繩與豎直墻的夾角為α，則繩子的拉力和墻壁對球的彈力各是多少？FFNFyααFxGxy解法三：正交分解法X：FN-Fsinα=0Y：Fcosα-G=0解得：F=G/cosαFN=Gtanα二、正交分解法共點力的平衡解題方法小結1.正確選取研究對象2.隔離物體，分析物體的受力，畫出受力圖3.根據平衡條件，確定解題方法：幾何法（建議使用合成法）正交分解法4、幾何法：根據幾何特點，列方程求解；正交分解法：建立兩個軸的合力為零的方程，組成方程組求解。例題：物體重力為100N，放在傾角為30°的斜面上，始終靜止。求：若沿斜面施加向上拉力F1=20N，物體的摩擦力和支持力是多大？

正交分解法例題：物體重力為100N，放在傾角為30°的斜面上，始終靜止。求：若沿斜面施加向上拉力F2=80N，物體的摩擦力是多大？

正交分解法例題：物體重力為100N，放在傾角為30°的斜面上，始終靜止。求：1）若沿斜面施加向上拉力F3=50N，物體的摩擦力是多大？

2）在向上的拉力由20N到80N逐漸增大過程中，物體受到的靜摩擦力，如何變化？

正交分解法例題：物體重力為100N，放在傾角為30°的斜面上，物體與斜面之間最大靜摩擦力為40N。求：1）為保持物體靜止在斜面上，沿斜面向上的拉力最小值是多少？

2）為保持物體靜止在斜面上，沿斜面向上的拉力的最大值不能超過多大？

正交分解法Gθ例題8：質量為m的物體放在傾角為θ的粗糙斜面上，動摩擦因數為μ，在水平恒定推力的作用下，物體沿斜面勻速向下運動。求：水平推力的大小_____________斜面對物體支持力的大小__________NF二、正交分解法練習例題9：質量為m的物體壓在豎直墻面上，外力與水平方向夾角為θ。物體與斜面的滑動摩擦因數為μ，在推力的作用下，物體沿墻面勻速向上運動，則物體受到的推力的大小是（）若物體沿墻面勻速向下運動，則物體受到的推力的大小是（）Fθ1.質量為m的木塊在與水平方向成θ角的推力F的作用下，在水平地面上作勻速運動，已知木塊與地面間的摩擦因數為μ，那么木塊受到的滑動摩擦力為：

A.

μmgB.

μ(mg+Fsinθ)C.

μ(mg-Fsinθ)D.

Fcosθθ此題答案：B、D2.如圖所示，斜面傾角θ，木塊M和斜面間滑動摩擦因數為μ，問沿斜面的拉力多大時，能使木塊勻速運動向上運動？Mθ一．幾何法例1如圖所示，光滑半球形容器固定在水平面上，O為球心，一質量為m的小滑塊，在水平力F的作用下靜止P點。設滑塊所受支持力為FN。OP與水平方向的夾角為θ

。下列關系正確的是（）B．F＝mgtanθD．FN=mgtanθAC．2.一根光滑桿彎成半圓形，上穿一質量為m的小球，用細繩系于一端，如圖所示，測得細繩與水平面的夾角為30°，設細繩對小球的拉力為FT

，球所受桿的彈力為FN．則（）A．FT=mg，FN=mg

B．FT=mg，FN=2mgC．FT

=mg，FN=mg

D．FT=，FN=mgmg

動態(tài)平衡問題幾何法和正交分解法的應用動態(tài)平衡問題討論物體靜止時，受力的大小及方向的變化的一類問題解決問題的方法幾何法-----畫平行四邊形或三角形正交分解法----建立方程組討論例一．如圖，電燈懸掛于兩墻之間，更換水平繩OA使連結點A向上移動而保持O點的位置不變，則A點向上移動時（

）A．繩OA的拉力逐漸增大B．繩OA的拉力逐漸減小C．繩OA的拉力先增大后減小D．繩OA的拉力先減小后增大幾何法做出三力平衡的受力圖利用合成法畫出平行四邊形在平行四邊形中找到不變的邊和變化的邊據幾何形狀判定各邊的大小、方向的變化情況

平行四邊形定則判定

三角形法則判定

練習1如圖2－3－8所示，質量為m的小球用細線懸掛在O點，并置于傾角為α的光滑斜面上，細線與豎直方向的夾角為θ，開始時θ>－α.試分析：在斜面緩慢右移，θ逐漸減至0°的過程中，小球受到的細線拉力和斜面的支持力如何變化？它們的極值各是多少？例2．一輕桿BO，其O端用光滑鉸鏈固定在豎直輕桿AO上，B端掛一重物，且系一細繩，細繩跨過桿頂A處的光滑小滑輪，用力F拉住，如圖2-1所示。現將細繩緩慢往左拉，使桿BO與桿AO間的夾角θ逐漸減少，則在此過程中，拉力F及桿BO所受壓力FN的大小變化情況是()A．FN先減小，后增大B.FN始終不變C．F先減小，后增大D.F始終不變AFBOθ圖2-1AFBOθGFNFLlH