共點力的平衡（一）課件高一上學(xué)期物理人教版

第5節(jié)共點力的平衡動態(tài)平衡在物體受力平衡的問題中，有一類是物體受力在“緩慢變化”的平衡問題，叫動態(tài)平衡。此類問題物體往往受到三個共點力，解決這類問題的一般思路是：把“動”化為“靜”，“靜”中求“動”，利用平行四邊形定則或三角形法則作圖解決。動態(tài)平衡：三個共點力的特點，一個恒力（重力），兩個變力

1、一個分力方向不變，另一個分力方向改變（斜面移動或墻掛球）2、兩個分力方向都改變，但夾角不變（貓爬屋頂）3、兩個分力方向都改變且夾角不固定，相似三角形

（矢量三角形與幾何三角形相似）特殊

4、繩長不變帶滑輪5、有滑動摩擦的勻速【例1】如圖所示，將一個重為G的物體用兩根等長的細(xì)繩OA、OB懸掛在半圓形的架子上，B點固定不動，懸點A由位置C向位置D移動，在這個過程中，OA繩上拉力大小的變化情況是（

）A.先增大后減小B.先減小后增大

C.一直增大D.一直減小主題探究一：圖解法（一力恒定，一力方向不變，另一力方向改變）【例2】如圖1-1所示，一個重力G的勻質(zhì)球放在光滑斜面上，斜面傾角為α，在斜面上有一光滑的不計厚度的木板擋住球，使之處于靜止?fàn)顟B(tài)。今使板與斜面的夾角β緩慢增大至木板水平，問：在此過程中，擋板和斜面對球的壓力大小如何變化？βα圖1-1【例3】如圖所示，在粗糙水平地面上放著一個截面為半圓的柱狀物體A，A與豎直擋板之間放一光滑圓球B，整個裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)對擋板加一向右的力F，使擋板緩慢向右移動，B緩慢上移而A仍保持靜止。設(shè)地面對A的摩擦力為F1，B對A的作用力為F2，地面對A的支持力為F3。在此過程中：（）

A．F1緩慢減小，F(xiàn)3緩慢增大

B．F1緩慢增大，F(xiàn)3保持不變

C．F2緩慢增大，F(xiàn)3緩慢增大

D．F2緩慢減小，F(xiàn)3保持不變【例4】如圖所示，一只小鳥沿著較粗的均勻樹枝從右向左緩慢爬行，在小鳥從A運動到B的過程中(

)A．樹枝對小鳥的合作用力先減小后增大B．樹枝對小鳥的摩擦力先減小后增大C．樹枝對小鳥的彈力先減小后增大D．樹枝對小鳥的彈力保持不變主題探究二：解析法（一力恒定，另外兩個力方向都變化但這兩個力始終垂直）【例5】如圖所示，光滑的半球形物體固定在水平地面上，球心正上方有一光滑的小滑輪，輕繩的一端系一小球，靠放在半球上的A點，另一端繞過定滑輪，后用力拉住，使小球靜止．現(xiàn)緩慢地拉繩，在使小球沿球面由A到半球的頂點B的過程中，半球?qū)π∏虻闹С至和繩對小球的拉力T的大小變化情況是

()A.N變大，T變小，B.N變小，T變大C.N變小，T先變小后變大D.N不變，T變小

主題探究三：相似三角形法（一力恒定，另外兩個力方向均變化夾角不固定）【例6】如圖所示，晾曬衣服的繩子兩端分別固定在兩根豎直桿上的A、B兩點，繩子的質(zhì)量及繩與衣架掛鉤間摩擦均忽略不計，衣服處于靜止?fàn)顟B(tài)。如果保持繩子A端、B端在桿上位置不變，將右側(cè)桿平移到虛線位置，穩(wěn)定后衣服仍處于靜止?fàn)顟B(tài)。則（）A．B端移到B1位置時，繩子張力變大B．B端移到B2位置時，繩子張力變小C．B端在桿上位置不動，將桿移動到虛線位置時，繩子張力變大D．B端在桿上位置不動，將桿移動到虛線位置時，繩子張力變小主題探究四(特殊)：繩長不變帶滑輪【例7】一個質(zhì)量為1kg的物體放在粗糙的水平地面上，今用最小的拉力拉它，使之做勻速運動，已知這個最小拉力為6N，g＝10m/s2，則下列關(guān)于物體與地面間的動摩擦因數(shù)μ，最小拉力與水平方向的夾角θ，正確的是(

)A．μ＝3/4，θ＝0

B．μ＝3/4，tanθ＝3/4C．μ＝3/4，tanθ＝4/3 D．μ＝3/5，tanθ＝3/5

主題探究五(特殊)：有滑動摩擦的勻速平衡狀態(tài)靜止的書勻速直線運動的汽車靜止的畫框靜止的水桶靜止的花盆靜止的扁擔(dān)共點力的平衡幾個力都作用在物體的同一點上，或幾個力的作用線相交于同一點，這幾個力就稱為共點力。物體處于靜止或勻速直線運動的狀態(tài)叫作平衡狀態(tài)條件逐次通過力的合成將共點力平衡轉(zhuǎn)化為二力平衡問題理論推理在共點力作用下物體平衡的條件是：合力為0得出結(jié)論實驗驗證[例1]如圖所示，一根彈性桿的一端固定在傾角為30°的斜面上，桿的另一端固定著一個重力大小為3N的小球，小球處于靜止?fàn)顟B(tài)，則彈性桿對小球的彈力（）A大小為3N，方向平行于斜面向上

B大小為，方向平行于斜面向上C大小為3N，方向垂直于斜面向上

D大小為3N，方向豎直向上主題探究一：定桿，滑輪，動桿的方向問題[例2]如圖甲所示,輕繩AD跨過固定在水平橫梁BC右端的定滑輪掛住一個質(zhì)量為m1的物體,∠ACB=30°；圖乙所示的輕桿HG一端用鉸鏈固定在豎直墻上，另一端G通過細(xì)繩EC拉住,EG與水平方向成30°角,輕桿的G點用細(xì)繩GF拉住一個質(zhì)量為m2的物體,重力加速度為g，則下列說法正確的是

（

）A圖甲中BC對滑輪的作用力為

B圖乙中HG桿受到繩的作用力為m2gC細(xì)繩AC段的拉力與細(xì)繩EG段的拉力之比為1:lD細(xì)繩AC段的拉力TAC與細(xì)繩EG的拉力TBG之比為m1:2m2[例3]：如圖所示，用一根長為l的細(xì)繩一端固定在O點，另一端懸掛質(zhì)量為m的小球A，為使細(xì)繩與豎直方向成30°角且繃緊，小球A處于靜止，對小球施加的最小的力是(

)A. B.C. D.主題探究二：平衡中的臨界、極值問題圖解法求最小力：先進(jìn)行力的合成，再由已知向未知作垂線[例4]如圖所示，三根長度均為L的輕繩分別連接于C、D兩點，A、B兩端被懸掛在水平天花板上，相距2L，現(xiàn)在C點上懸掛一個質(zhì)量為m的重物，為使CD繩保持水平，在D點上可施加力的最小值為()Amg

B

C

D[例5]如圖所示，斜面與水平面的夾角為37°，物體A質(zhì)量為2kg，與斜面間摩擦因數(shù)為，求：(1)A受到斜面的支持力多大？(2)若要使A在斜面上靜止，求物體B質(zhì)量的最大值和最小值？一橫一豎一斜面θαβθθFθFθθFθF“自鎖”現(xiàn)象斜面上的“自鎖”與泥石流θ

物體“自鎖”，可以停在斜面上

物體不能停在斜面上水平面上的“自鎖”與石塊擋車θα>θ時，無論F多大，都推不動物塊FθF水平面拉動的最小力水平面拉動時，有最小力。[例1]如圖所示，三角形木塊放在傾角為θ的斜面上，若木塊與斜面間的動摩擦因數(shù)μ>tanθ，則無論作用在木塊上豎直向下的外力F多大，木塊都不會滑動，這種現(xiàn)象叫做“自鎖”，試證明。(1)若拖把頭在地板上勻速移動，求推拖把的力的大?。?2)設(shè)能使該拖把在地板上從靜止剛好開始運動的水平推力與此時地板對拖把的正壓力的比值為λ.已知存在一臨界角

，若θ≤，則不管沿拖桿方向的推力多大，都不可能使拖把從靜止開始運動．求這一臨界角的正切值tan[例2]拖把是由拖桿和拖把頭構(gòu)成的擦地工具(如圖所示)．設(shè)拖把頭的質(zhì)量為m，拖桿質(zhì)量可以忽略；拖把頭與地板之間的動摩擦因數(shù)為常數(shù)μ，重力加速度為g.某同學(xué)用該拖把在水平地板上拖地時，沿拖桿方向推拖把，拖桿與豎直方向的夾角為θ。[例3]如圖所示，某同學(xué)在地面上拉著一個質(zhì)量為m=30kg的箱子勻速前進(jìn)，已知箱與地面間的動摩擦因數(shù)為μ，拉力F1與水平面夾角為θ=45°，g取10m/s2。求:(1)繩子的拉力F1為多少?(2)該同學(xué)能否用比F1小的