内容正文:
3.5 共点力的平衡
第三章
相互作用——力
晓峰物理 崔晓峰
图甲乙丙丁分别画出了重力为G的木棒在力F1和F2的共同作用下处于平衡状态的情况,这些力都位于同一平面内。根据每幅图中各个力作用线的关系,可以把上述四种情况的受力分成两类,你认为哪些情况属于同一类?你是根据什么来划分的?
图甲和图丁中木棒所受的力是共点力。
图乙和图丙中木棒所受的力不是共点力。
情景引入
晓峰物理 崔晓峰
一、平衡状态
平衡状态
匀速直线运动状态
保持静止状态
新课教学
晓峰物理 崔晓峰
想一想,受共点力作用的物体,在什么条件下才能保持平衡呢?
mg
FN
mg
F拉
作用在同一物体上的两个力,如果大小相等、方向相反,并且在同一条直线上,这两个力平衡。二力平衡时物体所受的合力为0。
二、共点力平衡的条件
如果物体受到多个共点力作用,我们可以逐步通过力的合成,最终等效为两个力的作用。如果这两个力的合力为0,则意味着所有力的合力等于0,物体将处于平衡状态。
在共点力作用下物体平衡的条件是合力为0。
新课教学
晓峰物理 崔晓峰
一个物体受到三个力的作用而处于平衡状态,则其中两个力的合力应该与第三个力等大反向。
F2
F1
F3
O
F23
1、三力平衡汇交定理:
2、正交分解:
(1)定义:把一个已知力沿着两个互相垂直的方向进行分解
(2)正交分解步骤:
x
y
F1
F2
F3
O
F2y
F1y
F3y
F3x
F1x
F2X
①建立xoy直角坐标系
②沿xoy轴将各力分解
③求x、y轴上的合力Fx,Fy
二、共点力的平衡问题求解方法
y轴为正向:Fy=F1y+F2y-F3y
x轴为正向:Fx=F1x+F3x-F2x
若物体处于平衡状态,合力为零,则:Fx=0;Fy=0
新课教学
晓峰物理 崔晓峰
例题1、某幼儿园要在空地上做一个滑梯(图甲),根据空地的大小,滑梯的水平跨度确定为6m。设计时,滑板和儿童裤料之间的动摩擦因数取0.4,为使儿童在滑梯游戏时能在滑板上滑下,滑梯至少要多高?
解:
(1)确定研究对象,构建模型:
(2)对物体进行受力分析:
顺序:
(3)应用三力平衡模式或建立直角坐标系转化为四力平衡的模式: