3.5共點(diǎn)力的平衡課件-高一上學(xué)期物理人教版(2)2

人教版(2019)必修第一冊物理高中3.5共點(diǎn)力平衡復(fù)習(xí)：共點(diǎn)力：幾個力同時作用在物體的同一點(diǎn)，或它們的作用線相交于一點(diǎn)。平衡狀態(tài)：靜止或勻速直線。一日一錢，千日千錢，繩鋸木斷，水滴石穿01共點(diǎn)力靜態(tài)平衡什么是靜態(tài)平衡？平衡條件？木塊勻速下滑GNF合=0GNf蘋果靜止

一日一錢，千日千錢，繩鋸木斷，水滴石穿GOAB例1練習(xí)死結(jié)問題：一日一錢，千日千錢，繩鋸木斷，水滴石穿

例1：某幼兒園要在空地上做一個滑梯（圖甲），根據(jù)空地的大小，滑梯的水平跨度確定為6m。設(shè)計(jì)時，滑板和兒童褲料之間的動摩擦因數(shù)取，為使兒童在滑梯游戲時能在滑板上滑下，滑梯至少要多高？FfmgFN解：（1）確定研究對象，構(gòu)建模型：（2）對這個物體進(jìn)行受力分析：順序：①豎直向下的重力mg；②垂直斜面向上的支持力FN；③沿斜面向上的摩擦力Ff；（3）應(yīng)用二力平衡模式或建立直角坐標(biāo)系轉(zhuǎn)化為四力平衡的模式：一日一錢，千日千錢，繩鋸木斷，水滴石穿物體的靜態(tài)平衡1.概念：物體在力的作用下處于靜止的平衡狀態(tài)2.特點(diǎn)：處于靜態(tài)平衡的物體所受共點(diǎn)力的合力為零物體的動態(tài)平衡1.概念：物體在力的作用下處于勻速直線運(yùn)動的平衡狀態(tài)，我們稱之為動態(tài)平衡2.特點(diǎn)：處于動態(tài)平衡的物體所受共點(diǎn)力的合力為零物體的平衡一日一錢，千日千錢，繩鋸木斷，水滴石穿（1）動態(tài)平衡問題，是通過控制某些物理量，使物體的狀態(tài)發(fā)生緩慢的變化，而在這個過程中物體又始終處于一系列的平衡狀態(tài)。所遇到的題目往往是保持其中一個力的大小和方向都不變，第二個力的方向保持不變，來分析第三個力方向變化時，第二個和第三個力的大小變化情況動態(tài)平衡的理解（2）分析方法：

①解析法：對研究對象的任一狀態(tài)進(jìn)行受力分析，建立平衡方程，求出應(yīng)變參量與自變參量的一般函數(shù)式，然后根據(jù)自變參量的變化確定應(yīng)變參量的變化

②圖解法：對研究對象進(jìn)行受力分析，再根據(jù)平行四邊形定則或三角形定則畫出不同狀態(tài)下的力的矢量圖(畫在同一個圖中)，然后根據(jù)有向線段(表示力)的長度變化判斷各個力的變化情況一日一錢，千日千錢，繩鋸木斷，水滴石穿方法一：正交分解法Ff＝μFN

③

把①②代入③式有

化簡得：h＝

μb＝

m

例2：以滑梯上正勻速下滑的小孩為研究對象，設(shè)BC高度為h，AC長度為b，斜面AB長度為l，傾角為θ。

沿平行和垂直于斜面兩個方向建立直角坐標(biāo)系，把重力G沿兩個坐標(biāo)軸方向分解為F1和F2。Ff＝F1＝Gsinθ＝

①FN＝F2＝Gcosθ＝

②

x軸y軸受力分析如下圖所示，分別列x軸和y軸的平衡狀態(tài)方程。ABCθxy)θGFfFNF1

F2

θ一日一錢，千日千錢，繩鋸木斷，水滴石穿【例3】如圖所示，G=100N，α=60°，求OA、OB繩的拉力。GOABGTATB解：正交分解法一日一錢，千日千錢，繩鋸木斷，水滴石穿

將支持力和摩擦力根據(jù)平行四邊形法合成為F，根據(jù)平衡條件可知：F與重力G等大、反向、共線，即F=G。方法二：合成法FNGG’ABC)θθFGFfFNFf＝μFN

③

把①②代入③式有

化簡得：h＝

μb＝mFf＝Fsinθ＝Gsinθ＝

①FN＝Fcosθ＝Gcosθ＝

②

解：以滑梯上正勻速下滑的小孩為研究對象，設(shè)BC高度為h，AC長度為b，斜面AB長度為l，傾角為θ。受力分析如下圖所示，θ一日一錢，千日千錢，繩鋸木斷，水滴石穿

例4：沿平行和垂直于斜面兩個方向建立直角坐標(biāo)系。把重力mg沿兩坐標(biāo)軸方向分解為F1和F2。ABCmgFN

FfxyF1

F2

設(shè)斜面傾角為θ，由于F2垂直于AB、F1垂直于AC，故F2和F1的夾角也等于θ。用l、b和h分別表示AB、AC和BC的長度。

直角三角形中三角函數(shù)關(guān)系可知：一日一錢，千日千錢，繩鋸木斷，水滴石穿

重力一定的物塊P用兩根輕繩懸在空中，其中繩OA方向固定不動，繩OB在豎直平面內(nèi)由水平方向向上轉(zhuǎn)動，則在繩OB由水平方向轉(zhuǎn)至豎直方向的過程中，繩OB的張力的大小將(

)A．一直變大B．一直變小C．先變大后變小

D．先變小后變大例題4一日一錢，千日千錢，繩鋸木斷，水滴石穿

解題關(guān)鍵：(1)正確畫出平衡時的受力分析圖(2)分析某一力變化的特點(diǎn)及邊、角變化的情況(3)根據(jù)平行四邊形邊長的變化定性判斷力的變化用力的平行四邊形定則得拉力F1、F2的合力F豎直向上、大小不變，總等于G，拉力F2方向不變，F(xiàn)1與水平方向的夾角逐漸增大，由平行四邊形定則作出的圖示看出OB繩的拉力F1先變小后變大，OA繩的拉力F2逐漸減小正確答案：D一日一錢，千日千錢，繩鋸木斷，水滴石穿判斷物體的運(yùn)動方向，求合力F合

根據(jù)共點(diǎn)力平衡的條件F合

=0在y軸方向上F2-FN=0在x軸方向上

F1-Ff=0由于Ff=μFN聯(lián)立可求得解得h=μ

思考一下：是否可以用合成法？一日一錢，千日千錢，繩鋸木斷，水滴石穿

例5：生活中常用一根水平繩拉著懸吊重物的繩索來改變或固定懸吊物的位置。如圖，懸吊重物的細(xì)繩，其O點(diǎn)被一水平繩BO牽引，使懸繩AO段和豎直方向成θ角。若懸吊物所受的重力為mg，則懸繩AO和水平繩BO所受的拉力各等于多少？解：（1）確定研究對象，構(gòu)建模型：結(jié)點(diǎn)（2）對這個物體進(jìn)行受力分析：三根繩子給的拉力FF1F2F3解法一：合成法——轉(zhuǎn)化為二力平衡。任意兩個力的都與第三力平衡F3=mg

課本里用1、2與3求平衡，我們還可以用1、3與2或2、3與1求平衡，只不過平行四邊形不好畫。F4一日一錢，千日千錢，繩鋸木斷，水滴石穿【例題6】某幼兒園要在空地上做一個滑梯，根據(jù)空地的大小，滑梯的水平跨度確定為6m。設(shè)計(jì)時，滑板和兒童褲料之間的動摩擦因數(shù)取，為使兒童在滑梯游戲時能在滑板上滑下，滑梯

要多高？ABC)θ模型構(gòu)建至少一日一錢，千日千錢，繩鋸木斷，水滴石穿合成法：把物體所受的力合成為兩個力，則這兩個力等大、反向、共線，合力為0。正交分解法：把物體所受的力在兩個互相垂直的方向上分解，每個方向上合力都為0。兩種方法的特點(diǎn)：ABCθxy)θGFfFNF1

F2

FNGG’ABC)θθFGFfFN一日一錢，千日千錢，繩鋸木斷，水滴石穿13562步驟3方法2步驟2方法34步驟1方法1力的合成法力的分解法正交分解法Fx=0Fy=0確定研究對象受力分析，確定是否受力平衡選擇恰當(dāng)方法列式求解知識梳理一日一錢，千日千錢，繩鋸木斷，水滴石穿課堂練習(xí)答案解析1.共點(diǎn)的五個力平衡,說法中不正確的是(

)A.其中四個力的合力與第五個力等大反向B.其中三個力的合力與其余兩個力的合力

等大反向C.五個力的合力為零D.撤去其中的三個力,物體一定不平衡D五個共點(diǎn)力平衡,則五個力的合力為零,A、B、C三項(xiàng)正確。撤去其中三個力,剩余兩力,有可能合力仍為零,則D項(xiàng)錯誤受力與狀態(tài)結(jié)合應(yīng)用一日一錢，千日千錢，繩鋸木斷，水滴石穿2.AC、BC繩能承受的最大拉力為120N。它們與豎直方向夾角分別為37°和53°，求：(1)增大物體重力，哪條繩先斷？(2)此重物的最大重力不應(yīng)超過多少?GTATBG＇解：(1)繩AC先斷(2)當(dāng)繩AC上的力達(dá)到120N時，

物體的重力最大。

TA=120Ncos37°=TA/G＇

G＇=G=150N一日一錢，千日千錢，繩鋸木斷，水滴石穿

1、畫出物體的受力圖

2、建立直角坐標(biāo)系

3、正交分解各力

4、分別寫出x、y方向

的方程

5、根據(jù)方程求解根據(jù)步驟仔細(xì)做3.重為40N的物體與豎直墻間的動摩擦因數(shù)為0.2,若受到與水平方向成45°角的斜向上的推力