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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(diǎn)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(diǎn)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(yùn)用共點(diǎn)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(diǎn)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(diǎn):處于靜態(tài)平衡的物體所受共點(diǎn)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(yùn)動的平衡狀態(tài),我們稱之稱為靜態(tài)平衡2、受力特點(diǎn):處于靜態(tài)平衡的物體所受共點(diǎn)力的合力為零第三頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)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(xì)線懸掛在墻上,求細(xì)線對球的拉力F1和墻對球的壓力F2.解:物體受力如圖:細(xì)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(diǎn)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(yùn)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(diǎn)十二分。第六頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十二分。例題3:如右圖所示,重力為G的電燈通過兩根細(xì)繩OB與OA懸掛于兩墻之間,細(xì)繩OB的一端固定于左墻B點(diǎn),且OB沿水平方向,細(xì)繩OA掛于右墻的A點(diǎn)。1.當(dāng)細(xì)繩OA與豎直方向成θ角時,兩細(xì)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(xì)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(xì)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(diǎn)十二分。2.保持O點(diǎn)和細(xì)繩OB的位置,在A點(diǎn)下移的過程中,細(xì)繩OA及細(xì)繩OB的拉力如何變化?FA=
G/CoSθ,F(xiàn)B=
G/CotθA′分析與解:在A點(diǎn)下移的過程中,細(xì)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(xì)繩OB與OA懸掛于兩墻之間,細(xì)繩OB的一端固定于左墻B點(diǎn),且OB沿水平方向,細(xì)繩OA掛于右墻的A點(diǎn)。1.當(dāng)細(xì)繩OA與豎直方向成θ角時,兩細(xì)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(diǎn)十二分。2.保持O點(diǎn)和細(xì)繩OB的位置,在A點(diǎn)下移的過程中,細(xì)繩OA及細(xì)繩OB的拉力如何變化?3.保持O點(diǎn)和繩OA的位置,在B點(diǎn)上移的過程中,細(xì)繩OA及細(xì)繩OB的拉力如何變化?B′FA、FB不斷增大
分析與解:在B點(diǎn)上移的過程中,應(yīng)用力的圖解法,可發(fā)現(xiàn)兩細(xì)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(xì)繩OB與OA懸掛于兩墻之間,細(xì)繩OB的一端固定于左墻B點(diǎn),且OB沿水平方向,細(xì)繩OA掛于右墻的A點(diǎn)。1.當(dāng)細(xì)繩OA與豎直方向成θ角時,兩細(xì)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(diǎn)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(diǎn);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(diǎn)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(diǎn));2)對研究對象進(jìn)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(yùn)用共點(diǎn)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(diǎn)十二分。練習(xí)11.如以以下圖,細(xì)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(diǎn)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(yùn)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(diǎn)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(yùn)動狀態(tài)一致,可把物體視為一個質(zhì)點(diǎn),把作用點(diǎn)集中到質(zhì)點(diǎn)上;5、檢查有無漏力、錯力。第十三頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)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(yùn)動和相對運(yùn)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(yùn)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(diǎn)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(yùn)動,試分析A、B的受力。第十五頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十二分。2、畫出以下情況,在地面上A、B、C三物體的受力圖?!?〕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(yùn)動。第十六頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十二分。動態(tài)平衡第十七頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)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(diǎn)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(jìn)行:1、對物體的初狀態(tài)進(jìn)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(jìn)行判斷。第十九頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)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(diǎn)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?fàn)顟B(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(diǎn)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(diǎn)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(jìn)行分析。第二十三頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)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(diǎn),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(yùn)動,試分析在運(yùn)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(jìn)行分析。第二十四頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十二分。動態(tài)平衡問題第二十五頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)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(diǎn)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(jìn)行:1、對物體的初狀態(tài)進(jìn)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(jìn)行判斷。第二十七頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)十二分。點(diǎn)評:多力平衡,正交分解用圖解法進(jìn)行分析。第三十頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)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?fàn)顟B(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?θβ第三十一頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十二分。θβGFN1FN2F2θF1θGFN1FN2F2θF1θGFN1FN2F2θF1θGFN2第三十二頁,編輯于星期五:十一點(diǎn)十二分。點(diǎn)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
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