共點力平衡課件

3.5共點力的平衡第三章相互作用——力【新課導(dǎo)入】想一想什么是平衡呢？平衡是物體的一種“狀態(tài)”，當(dāng)物體受到幾個力的作用，保持靜止或者勻速直線運動狀態(tài)時，我們就說這個物體處于平衡狀態(tài)。PART.1

一.共點力一、共點力

圖中分別畫出了重力為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)。請同學(xué)們觀察這四幅圖，并回答以下問題：

（1）根據(jù)每幅圖中各個力作用線的幾何關(guān)系，可以把上述四種情況的受力分成兩類，你認為哪些情況屬于同一類？（2)你是根據(jù)什么來劃分的？共點力：是指物體同時受到幾個力的作用，如果這幾個力都作用在物體的同一點，或者它們的作用線延長后相交于同一點，這幾個力就叫做共點力。二、共點力的平衡條件PART.2二力平衡：作用在同一物體上的兩個力，如果大小相等、方向相反，并且作用在同一條直線上，這兩個力平衡。二力平衡時，物體所受的合力為0。F拉mg三力平衡GF1F2GF據(jù)平行四邊形定則作出其中任意兩個力的合力來代替這兩個力，從而把三力平衡轉(zhuǎn)化為二力平衡F

如果物體受到多個共點力作用，我們可以逐步通過力的合成，最終等效為兩個力的作用。如果這兩個力的合力為0，則意味著所有力的合力等于0，物體將處于平衡狀態(tài)。mgFNF牽Ff四力平衡因此，在共點力作用下物體平衡的條件是合力為0。多力平衡靜止勻速直線平衡狀態(tài)二力平衡靜止在水平面上的物體四力平衡水平勻速行駛的汽車勻速下落的雨滴水平力推桌未動三力平衡FfmgFN物塊靜止在斜面上FfmgFN物體沿斜面勻速下滑1、將物體所受重力按力的作用效果進行分解，下列圖中錯誤的是（

C

）A． B．C．D．PART.3

求共點力的合力1）原理：把一個已知力沿著兩個互相垂直的方向進行分解。2）步驟：(1)建立xoy直角坐標(biāo)系力的正交分解法F1F2xyOF1F2xyOF2yF1yF1xF2X(2)將不在坐標(biāo)軸上的力分解到坐標(biāo)軸上；（3）分別求出X軸、y軸上個分力矢量和，即Fx=Fx1+Fx2+Fx3+……Fy=Fy1+Fy2+Fy3+……（4）求共點力的合力：合力大小xFyF=qtan合力方向與x軸的夾角為θxyo

FX

Fy

Fθ

例題、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3.5-2，懸吊重物的細繩，其O點被一水平繩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，（2）對這個物體進行受力分析：三根繩子給的拉力F1、F2、F3F1F2F3F3=mgF4yx解法一：正交分解法——轉(zhuǎn)化為四力平衡

如圖，以O(shè)為原點建立直角坐標(biāo)系。F2方向為x軸正方向，向上為y軸正方向。

F1在兩坐標(biāo)軸方向的分矢量分別為F1x

和F1y。因x、y兩方向的合力都等于0，可列方程F1F2F3F1xF1y在x軸方向上F2-F1x=0在y軸方向上F1y–F3=0F1x=F1sinθF1y=F1cosθ直角三角形中三角函數(shù)關(guān)系可知：F2-F1sinθ=0即F1cosθ-mg=0F1

＝mg/cosθF2

＝mgtanθ聯(lián)立可求得解：F1F2F3解法二合成法——轉(zhuǎn)化為二力平衡。(任意兩個力的都與第三力平衡）F4

F1

＝mg/cosθ,F2

＝mgtanθ.3、建造橋梁時，為了讓橋下能順利通行大型船只或車輛，要把橋造得高一些．如圖所示，高大的橋要造很長的引橋，其主要目的是（）A．為了減小車輛受到的摩擦力B．為了減小車輛受到的重力C．為了減小車輛對引橋面的壓力D．為了減小車輛重力平行于引橋橋面向下的分力2、如圖所示，一重力為G的物體靜止在傾角為θ的斜面上，沿平行于斜面和垂直于斜面的兩個方向分解重力G，這兩個方向上的分力分別為F1和F2。則分力F2的大小為

A.GB.GsinθC.GcosθD.Gtanθ3.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)計時，滑板和兒童褲料之間的動摩擦因數(shù)取0.4，為使兒童在滑梯游戲時能在滑板上滑下，滑梯至少要多高？【分析】將滑梯抽象為一個斜面的模型，以正在勻速滑下的小孩為研究對象。小孩受到三個力的作用：重力G、斜面的支持力FN和滑動摩擦力Ff

。當(dāng)這三個力的合力為0時，小孩能在滑板上獲得一定速度后勻速滑下，則斜面的高度即為所要求的滑梯的高度?！窘馕觥吭趫D中，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沿兩坐標(biāo)軸方向分解為F1和F2，設(shè)斜面傾角為θ，由于

F2

垂直于

AB、G垂直于

AC，故

F2

和

G的夾角也等于θ。l、b和h分別表示AB、AC和BC的長度。根據(jù)共點力平衡的條件和直角三角形中三角函數(shù)關(guān)系可知：在x軸方向上在y軸方向上二、共點力平衡的條件共點力作用下物體平衡的條件是合力為0。