高中物理-平衡應(yīng)用：動態(tài)平衡課件-滬科版必修1

平衡條件的應(yīng)用----動態(tài)平衡第一頁，編輯于星期五：十一點十二分。復(fù)習(xí)：〔1〕如果一個物體能夠保持_______或，我們就說物體處于平衡狀態(tài)?！?〕當(dāng)物體處于平衡狀態(tài)時：a：物體所受各個力的合力等于，這就是物體在共點力作用下的平衡條件。b：它所受的某一個力與它所受的其余外力的合力關(guān)系是。本節(jié)課我們來運用共點力的平衡條件求解一些實際問題第二頁，編輯于星期五：十一點十二分。一、物體的物體靜態(tài)平衡1.概念：物體在力的作用下處于靜止的平衡狀態(tài)，稱為靜態(tài)平衡2、受力特點：處于靜態(tài)平衡的物體所受共點力的合力為零二、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動的平衡狀態(tài)，我們稱之稱為靜態(tài)平衡2、受力特點：處于靜態(tài)平衡的物體所受共點力的合力為零第三頁，編輯于星期五：十一點十二分。例1、如以以下圖，一個半徑為r，重為G的圓球被長為2r的細線懸掛在墻上，求細線對球的拉力F1和墻對球的壓力F2.解：物體受力如圖:細線對球的拉力F和墻對球的支持力N的合力F合第四頁，編輯于星期五：十一點十二分。例2、在水平地面上有一質(zhì)量為10kg的物體，它受到與水平方向成370角斜向上的50N的拉力作用，在水平方向做勻速直線運動，g=10m/s2，求物體與地面間的動摩擦因數(shù)〔sin370=0.6,cos370=0.8〕第五頁，編輯于星期五：十一點十二分。第六頁，編輯于星期五：十一點十二分。例題3：如右圖所示，重力為G的電燈通過兩根細繩OB與OA懸掛于兩墻之間，細繩OB的一端固定于左墻B點，且OB沿水平方向，細繩OA掛于右墻的A點。1．當(dāng)細繩OA與豎直方向成θ角時，兩細繩OA、OB的拉力FA、FB分別是多大?分析與解:根據(jù)題意,選擇電燈受力分析,它分別受到重力G，兩細繩OA、OB的拉力FA、FB，可畫出其受力圖，由于電燈處于平衡狀態(tài),那么兩細繩OA、OB的拉力FA、FB的合力F與重力大小相等，方向相反，構(gòu)成一對平衡力。FA=

G/CoSθ，F(xiàn)B=

G/Cotθ根據(jù)力的三角關(guān)系可得：第七頁，編輯于星期五：十一點十二分。2．保持O點和細繩OB的位置，在A點下移的過程中，細繩OA及細繩OB的拉力如何變化?FA=

G/CoSθ，F(xiàn)B=

G/CotθA′分析與解:在A點下移的過程中，細繩OA與豎直方向成θ角不斷增大。FA、FB不斷增大

例題1：如右圖所示，重力為G的電燈通過兩根細繩OB與OA懸掛于兩墻之間，細繩OB的一端固定于左墻B點，且OB沿水平方向，細繩OA掛于右墻的A點。1．當(dāng)細繩OA與豎直方向成θ角時，兩細繩OA、OB的拉力FA、FB分別是多大?第八頁，編輯于星期五：十一點十二分。2．保持O點和細繩OB的位置，在A點下移的過程中，細繩OA及細繩OB的拉力如何變化?3．保持O點和繩OA的位置，在B點上移的過程中，細繩OA及細繩OB的拉力如何變化?Ｂ′FA、FB不斷增大

分析與解:在B點上移的過程中,應(yīng)用力的圖解法,可發(fā)現(xiàn)兩細繩OA、OB的拉力變化規(guī)律。FA不斷減小，F(xiàn)B先減小后增大例題1：如右圖所示，重力為G的電燈通過兩根細繩OB與OA懸掛于兩墻之間，細繩OB的一端固定于左墻B點，且OB沿水平方向，細繩OA掛于右墻的A點。1．當(dāng)細繩OA與豎直方向成θ角時，兩細繩OA、OB的拉力FA、FB分別是多大?FA

=

G/CoSθ，F(xiàn)B=

G/Cotθ第九頁，編輯于星期五：十一點十二分。小結(jié)：解這種題型首先對動態(tài)平衡的物體受力分析，確定三個力的特點；找出不變力，那么另兩個變力的合力就與該不變力構(gòu)成一對平衡力，用力的合成分解法、圖解法或力的矢量三角形與結(jié)構(gòu)三角形相似法解決。求解共點力體用下平衡問題的解題一般步驟：1)確定研究對象(物體或結(jié)點)；2)對研究對象進行受力分析，并畫受力圖；3)分析判斷研究對象是否處于平衡狀態(tài)；4)根據(jù)物體的受力和己知條件，運用共點力平衡條

件，選用適當(dāng)方法計算求解。第十頁，編輯于星期五：十一點十二分。練習(xí)1１.如以以下圖，細繩ＭＯ與ＮＯ所能承受的最大拉力相同，長度ＭＯ〉ＮＯ，那么在不斷加重重物Ｇ的過程中〔繩ＯＣ不會斷〕Ａ.ＯＮ繩先被拉斷Ｂ.ＯＭ繩先被拉斷Ｃ.ＯＮ繩和ＯＭ繩同時被拉斷Ｄ.因無具體數(shù)據(jù)，故無法判斷哪條繩先被拉斷。ＭＮＯＧＣ第十一頁，編輯于星期五：十一點十二分。三、物體受力分析的方法隔離法：把某物體從眾多的物體中隔離出來，作為研究對象。分析時，只分析周圍物體對它的作用力，而不分析它對周圍物體的作用力。整體法：把幾個運動狀態(tài)一樣的物體看作一個物體去作研究對象。方法同隔離法一樣。第十二頁，編輯于星期五：十一點十二分。受力分析的步驟1、先畫力；2、再畫重力、電場力、磁場力；3、找接觸面，畫接觸力〔彈力、摩擦力〕；4、假設(shè)物體運動狀態(tài)一致，可把物體視為一個質(zhì)點，把作用點集中到質(zhì)點上；5、檢查有無漏力、錯力。第十三頁，編輯于星期五：十一點十二分。受力分析的本卷須知1、物體所受的力都有其施力物體，否那么該力不存在；2、受力分析時，只考慮根據(jù)性質(zhì)命名的力；3、對于摩擦力應(yīng)充分考慮物體與接觸面是否有相對運動和相對運動趨勢；4、受力分析時，要抓主要矛盾，忽略次要矛盾；5、根據(jù)物體的運動狀態(tài)去檢查物體的受力情況。第十四頁，編輯于星期五：十一點十二分。練習(xí)題1、如以以以下圖所示，A、B兩物體保持相對靜止，且一直在水平地面向右作勻速運動，試分析A、B的受力。第十五頁，編輯于星期五：十一點十二分。2、畫出以下情況，在地面上A、B、C三物體的受力圖。〔1〕A、B、C保持相對靜止?！?〕在B物上向右加一恒力F，A、B、C仍保持相對靜止。〔3〕在A物上向右加一恒力F，A、B、C一起向右作勻速運動。第十六頁，編輯于星期五：十一點十二分。動態(tài)平衡第十七頁，編輯于星期五：十一點十二分。什么是動態(tài)平衡？物體處于一系列的平衡狀態(tài)中，此過程中外力在發(fā)生變化，但合力始終為零。變化的外力一般是被動力〔微變彈力、靜摩擦力〕。解決動態(tài)平衡問題的關(guān)鍵是：在變中找到不變。第十八頁，編輯于星期五：十一點十二分。解決動態(tài)平衡的步驟正確分析物體動態(tài)平衡問題，可分三步進行：1、對物體的初狀態(tài)進行受力分析。2、在變化過程中，找出不變的物理量。3、應(yīng)用平行四邊形法那么〔三角形法那么〕進行判斷。第十九頁，編輯于星期五：十一點十二分。解決動態(tài)平衡的方法物理方法：三力平衡問題用合成法，多力平衡用分解法。數(shù)學(xué)方法：三力平衡用圖解法，多力平衡用公式法。第二十頁，編輯于星期五：十一點十二分。例1、如圖1所示，一個重為G的球放在光滑斜面上，斜面傾角為α，在斜面上有一光滑的不計厚度的木板擋住，使之處于靜止狀態(tài)，今使板與斜面夾角β緩慢增大，問：在此過程中，球?qū)醢?、斜面的壓力如何變化?對擋板壓力先減小后增大,對斜面始終減小)類型一、合力的大小、方向不變，一個分力的方向不變。第二十一頁，編輯于星期五：十一點十二分。例2、光滑的半球固定在水平地面上，球心正上方有一滑輪，輕繩的一端系一小球靠在半球上，另一端繞過定滑輪后用力拉住，使小球靜止，如圖3所示，現(xiàn)緩慢地拉繩，在使小球沿球面上移過程中，半球?qū)π∏虻闹С至和繩對小球的拉力T的大小變化情況如何？(T變小,N變大)類型二、合力大小方向不變，力三角形與幾何三角形相似。第二十二頁，編輯于星期五：十一點十二分。例3、如圖5所示，人站在岸上通過定滑輪用繩牽引小船，假設(shè)水的阻力恒定不變，那么在船勻速靠岸的過程中，繩的拉力和船受到的浮力如何變化？(拉力變大,浮力變小)類型三、多力平衡，正交分解用圖解法進行分析。第二十三頁，編輯于星期五：十一點十二分。例4、如以以下圖中OA為彈性輕繩，其一端固定于天花板上的O點，另一端與水平地面上的滑塊A相連．B為緊挨繩的一光滑水平小釘，它到天花板的距離BO等于彈性繩的自然長度．現(xiàn)用一水平力F作用于A，使之向右緩慢地做直線運動，試分析在運動過程中地面對物體的支持力N、摩擦力f、拉力F如何變化。(N不變,f不變,F變大)類型四、多力平衡，正交分解用公式法進行分析。第二十四頁，編輯于星期五：十一點十二分。動態(tài)平衡問題第二十五頁，編輯于星期五：十一點十二分。什么是動態(tài)平衡？物體處于一系列的平衡狀態(tài)中，此過程中外力在發(fā)生變化，但合力始終為零。變化的外力一般是被動力〔微變彈力、靜摩擦力〕。解決動態(tài)平衡問題的關(guān)鍵是：在變中找到不變。第二十六頁，編輯于星期五：十一點十二分。解決動態(tài)平衡的步驟正確分析物體動態(tài)平衡問題，可分三步進行：1、對物體的初狀態(tài)進行受力分析。2、在變化過程中，找出不變的物理量。3、應(yīng)用平行四邊形定那么〔三角形定那么〕進行判斷。第二十七頁，編輯于星期五：十一點十二分。解決動態(tài)平衡的方法物理方法：三力平衡問題用合成法，多力平衡用分解法〔正交分解法〕。數(shù)學(xué)方法：三力平衡用圖解法，多力平衡用公式法。第二十八頁，編輯于星期五：十一點十二分。例1、如以以下圖，人站在岸上通過定滑輪用繩牽引小船，假設(shè)水的阻力恒定不變，那么在船勻速靠岸的過程中，繩的拉力和船受到的浮力如何變化？第二十九頁，編輯于星期五：十一點十二分。點評：多力平衡，正交分解用圖解法進行分析。第三十頁，編輯于星期五：十一點十二分。例2、如以以下圖，一個重為G的球放在光滑斜面上，斜面傾角為α，在斜面上有一光滑的不計厚度的木板擋住，使之處于靜止狀態(tài)，今使板與斜面夾角β緩慢增大，問：在此過程中，球?qū)醢濉⑿泵娴膲毫θ绾巫兓?？θβ第三十一頁，編輯于星期五：十一點十二分。θβGFN1FN2F2θF1θGFN1FN2F2θF1θGFN1FN2F2θF1θGFN2第三十二頁，編輯于星期五：十一點十二分。點評：合力的大小、方向不變，一個分力的方向不變，那么另一分力有最小值．〔條件：兩分力垂直〕θG第三十三頁，編輯于星期五