内容正文:
共点力平衡条件的应用
人教版高中物理选修2-2 第一章第一节
生活中物体的平衡
什么是物体的平衡状态?
物体在什么条件下才能处于平衡状态呢?
共点力作用下物体的平衡条件:
F合=0
1﹑起吊物的平衡
连接重物的钢丝绳与水平面的夹角都比较大,接近90°。这是为什么?
问题
理论探究
结论
理论应用
O
F1
F2
α
α
G
问题
理论探究
结论
理论应用
共点力
F1
F2
α
α
O
G
y
选取坐标轴,分别在x方向和y方向列平衡方程.
F合x = F1 cosα - F2 cosα = 0
F合y = F1 sinα + F2 sinα – G = 0
(1)
(2)
由(1)式可得
F1 = F2
代入(2)式,得
G
2sinα
F1 = F2 =
问题
理论探究
结论
理论应用
物体所受的重力一定时,钢丝绳与水平线的夹角越大,钢丝绳对重物的拉力越小.当α接近90°时,钢丝绳的拉力接近G/2.
反之,钢丝绳与水平线的夹角越小,钢丝绳的拉力越大.当α为30 °时,钢丝绳的拉力等于G,当α小于30 °时,钢丝绳的拉力大于G.由牛顿第三定律可知,钢丝绳受重物的拉力也将随α角的减小而增大.
问题
理论探究
结论
理论应用
在吊装现场,工人们都会注意使钢丝绳与水平面的夹角足够大,以防止钢丝绳被拉断.
问题
理论探究
结论
理论应用
思考与讨论1
如果你想悬挂一幅较重的字画,选择长的挂绳,还是短的绳?
问题
理论探究
结论
理论应用
问题
理论探究
结论
理论应用
如果你想系绳凉衣服,为了防止绳被拉断,绳拉直还是松弛一些好?
思考与讨论2
2﹑斜面的自锁
斜面与物块是否相对滑动的问题:
小朋友坐的滑梯的斜面倾角满足什么条件时能让小朋友坐上自动下滑呢?
探究
实验
推导
应用
斜面与物块是否相对滑动的问题:
怎样做到螺丝钉不从物体中掉出来?比如螺丝钉的螺纹倾斜程度与什么有关呢?
探究
实验
推导
应用
影响因素是什么?
物体在斜面上下滑与否的影响因素是什么?
倾角大小、接触面粗糙程度、物体质量、接触面积……
探究
实验
推导
应用
找临界角
倾角越大,越容易下滑
比较各种情况下的临界角
探究
实验
推导
应用
找临界角
结论:斜面上物体下滑难易程度与倾角大小,接触面的粗糙程度有关,与物体的质量,接触面积无关。
倾斜角与静摩擦因数具体有什么关系?
探究
实验
推导
应用