3.5共點(diǎn)力的平衡課件高一上學(xué)期物理人教版

3.5共點(diǎn)力的平衡目錄contents平衡狀態(tài)0102共點(diǎn)力的靜態(tài)平衡03共點(diǎn)力的動(dòng)態(tài)平衡02繩桿模型導(dǎo)入新課圖甲、乙、丙、丁分別畫出了重力為G的木棒在力F1和F2的共同作用下處于平衡狀態(tài)的情況，這些力都位于同一平面內(nèi)。根據(jù)每幅圖中各個(gè)力作用線的幾何關(guān)系，可以把上述四種情況的受力分成兩類，你認(rèn)為哪些情況屬于同一類？你是根據(jù)什么來劃分的？圖甲和圖丁中木棒所受的力是共點(diǎn)力。圖乙和圖丙中木棒所受的力不是共點(diǎn)力。平衡的藝術(shù)平衡狀態(tài)01共點(diǎn)力平衡可以理解為物體受到多個(gè)力的合力為0.共點(diǎn)力的平衡條件02mgFN靜止在水平地面上的木塊處于平衡狀態(tài)。二力平衡是最簡(jiǎn)單的一種共點(diǎn)力平衡1.談?wù)勀銓?duì)平衡狀態(tài)的認(rèn)識(shí)？2.物體受到3個(gè)力平衡的2點(diǎn)認(rèn)識(shí)？注意：物理學(xué)中有時(shí)出現(xiàn)”緩慢移動(dòng)”也說明物體處于平衡狀態(tài).若物體受3個(gè)力處于平衡狀態(tài)有什么特點(diǎn)呢？對(duì)共點(diǎn)力作用下物體平衡條件的理解(1)共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件有兩種表達(dá)式：①F合＝0②Fy合＝0(Fx合＝0)其中Fx合和Fy合＝0分別是將力進(jìn)行正交分解后，在x軸與y軸上的合力。(2)由平衡條件得出的三個(gè)結(jié)論：①二力作用：等大，反向，共線，是一對(duì)平衡力；②三力作用：任兩力的合力與第三個(gè)力等大、反向、共線；③N個(gè)力作用：任一個(gè)力與其他所有力的合力等大，反向、共線；【例題1】某幼兒園要在空地上做一個(gè)滑梯，根據(jù)空地的大小，滑梯的水平跨度確定為6m。設(shè)計(jì)時(shí)，滑板和兒童褲料之間的動(dòng)摩擦因數(shù)取，為使兒童在滑梯游戲時(shí)能在滑板上滑下，滑梯至少要多高？GFfABCFN模型構(gòu)建受力分析ABC方法一：正交分解法

Ff＝μFN

解得tanθ

=μ

可得：h=μ·AC=0.4×6m=m以滑梯上正勻速下滑的小孩為研究對(duì)象，受力分析如圖：GFN

FfθθxyF1

F2

為使兒童在滑梯游戲時(shí)能在滑板上滑下，滑梯至少要多高？結(jié)合：Fy合＝0；Fx合＝0以滑梯上正勻速下滑的小孩為研究對(duì)象，受力分析如圖所示，支持力和摩擦力的合力與重力等值反向方法二：合成法FNGG’FfABCθθ

Ff＝μFN

解得tanθ

=μ

可得：h=μ·AC=0.4×6m=m

GFfFN

合成法：把物體所受的力合成為兩個(gè)力，則這兩個(gè)力大小相等、方向相反，并且在同一條直線上。正交分解法：把物體所受的力在兩個(gè)互相垂直的方向上分解，每個(gè)方向上合力都為0。兩種方法的特點(diǎn)：⑴確定研究對(duì)象⑵對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析⑶根據(jù)平衡條件，對(duì)研究對(duì)象受到的力進(jìn)行處理，列平衡方程。⑷對(duì)平衡方程求解⑸討論解的合理性和實(shí)際意義常見的方法有：正交分解法、合成法、按力的作用效果分解等解答共點(diǎn)力平衡問題的一般步驟動(dòng)態(tài)平衡注意：物理學(xué)中有時(shí)出現(xiàn)”緩慢移動(dòng)”也說明物體處于平衡狀態(tài).題型1N1，球?qū)δ景宓膲毫Υ笮镕N2.以木板與墻連接點(diǎn)所形成的水平直線為軸，將木板從圖示位置開始緩慢地轉(zhuǎn)到水平位置.不計(jì)摩擦，在此過程中(

)N1始終減小，F(xiàn)N2始終增大N1始終減小，F(xiàn)N2始終減小N1先增大后減小，F(xiàn)N2始終減小N1先增大后減小，F(xiàn)N2先減小后增大題型2：如圖，柔軟輕繩ON的一端O固定，其中間某點(diǎn)M拴一重物，用手拉住繩的另一端N，初始時(shí)，OM豎直且MN被拉直，OM與MN之間的夾角為α(α>900)?，F(xiàn)將重物向右上方緩慢拉起，并保持夾角a不變。在OM由豎直被拉到水平的過程中(

)B.MN上的張力先增大后減小F題型4：如圖所示，將一根不可伸長、柔軟的輕繩兩端分別系于A、B兩點(diǎn)上，一物體用動(dòng)滑輪懸掛在繩子上，達(dá)到平衡時(shí)，兩段繩子間的夾角為θ1，繩子中張力為T1，將繩子一端由B點(diǎn)移至C點(diǎn)，待整個(gè)系統(tǒng)重新達(dá)到平衡時(shí)，兩段繩子間的夾角為θ2，繩子中張力為T2;再將繩子一端由C點(diǎn)移至D點(diǎn)，待整個(gè)系統(tǒng)再次達(dá)到平衡時(shí)，兩段繩子間的夾角為θ3，繩子中張力為T3，不計(jì)摩擦，則()1=θ2=θ3

B.θ1<θ2<θ3

1>T2>T3

1=T2<T3題型5：如圖所示，粗糙的半球放在水平地面上，球心正上方有一光滑的輕質(zhì)小滑輪，輕繩的一端系一光滑小球?？糠旁诎肭蛏系腁點(diǎn)，另一端繞過定滑輪后用力拉住，使小球靜止?，F(xiàn)緩慢地拉繩，在使小球沿球面上的A點(diǎn)到半球的頂點(diǎn)B的過程中，半球始終未動(dòng)，下列說法正確的是(

)A.半球?qū)π∏虻闹С至ψ兇?B.繩對(duì)小球的拉力變大 C.地面對(duì)半球的支持力變大

ACBO繩桿模型“動(dòng)桿”和“定桿”與“活結(jié)”和“死結(jié)”問題分析：繩：“活結(jié)”與“死結(jié)”注意：同一根繩產(chǎn)生的拉力處處相等···AB“活結(jié)”AB一根繩繞過動(dòng)滑輪*動(dòng)滑輪靜止時(shí)，此時(shí)兩繩與豎直方向夾角一定相等。證明：動(dòng)滑輪靜止，處于平衡狀態(tài)

由水平方向上受力平衡得：

Fsinα=Fsinβ

則α=β“活結(jié)”“死結(jié)”··AB·“死結(jié)”AB不是一根繩，可認(rèn)為是兩段繩OA與OB連接在一起。O*物體靜止時(shí)，兩繩與豎直方向夾角和兩繩拉力大小可以不同相等?！び韶Q直方向上平衡：F1cosα+F2cosβ=mg由水平方向上平衡：F1sinα=F2sinβF1F2βα由豎直方向上受力平衡可得：2Fcosα=mg分析可得如圖所示A點(diǎn)或B點(diǎn)上下移動(dòng)繩與豎直方向夾角不變則拉力F大小也不變?！Fαβmg桿：“動(dòng)桿”與“定桿”“動(dòng)桿”··（“轉(zhuǎn)軸”或“鉸鏈”使桿可繞其自由轉(zhuǎn)動(dòng)）問題：若對(duì)“動(dòng)桿”施加一個(gè)外力，其作用使桿仍保持靜止，怎樣施加外力？一定是沿桿的方向施加外力“動(dòng)桿”靜止時(shí)，桿產(chǎn)生的彈力一定沿桿的方向。“定桿”（桿固定在地面上）問題：若對(duì)“定桿”施加一個(gè)外力，其作用使桿仍保持靜止，怎樣施加外力？可以沿任意方向?qū)U施加外力“定桿”靜止時(shí)，桿產(chǎn)生的彈力可以沿任意方向?！纠}】如圖所示，輕質(zhì)不可伸長的晾衣繩兩端分別固定在豎直桿M、N上的a、b兩點(diǎn)，懸掛衣服的衣架鉤是光滑的，掛于繩上處于靜止?fàn)顟B(tài)。如果只人為改變一個(gè)條件，擋衣架靜止時(shí)，下列說法正確的是（）A．將桿N向右移一些，繩子拉力變小B．繩的右端上移到b′，繩子拉力大小不變C．繩的兩端高度差越小，繩子拉力越小D．若只換掛質(zhì)量更大的衣服，則衣服架懸掛點(diǎn)會(huì)向右移動(dòng)【例題】如圖a所示，輕繩AD跨過固定在水平桿BC右端的光滑定滑輪（重力不計(jì)）栓接一質(zhì)量為M的物體，

；如圖b所示，輕桿HG一端用鉸鏈固定在豎直墻上，另一端通過細(xì)繩EG拉住，