3.5 共点力的平衡 课件-2022-2023学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

共点力平衡问题 瓦房店市高级中学 钟兆鸿 2023年5月18日 复习： 共点力：几个力同时作用在物体的同一点，或它们的作用线相交于一点。 平衡状态：静止或匀速直线。 01 共点力静态平衡 什么是静态平衡？平衡条件？ 木块匀速下滑 G N F合=0 G N f 苹果静止 【例1】如图所示，G=100N，α=60°，求OA、OB绳的拉力。 G O A B G TA TB 解：正交分解法 【例1】如图所示，G=100N，α=60°，求OA、OB绳的拉力。 G O A B G TA TB 解：合成法 G＇ 【练习】AC、BC绳能承受的最大拉力为120N。它们与竖直方向夹角分别为37°和53°，求： (1)增大物体重力，哪条绳先断？ (2)此重物的最大重力不应超过多少? G TA TB G＇ 解：(1)绳AC先断 (2)当绳AC上的力达到120N时， 物体的重力最大。 TA=120N cos37°= TA/G＇ G＇= G =150N G O A B 例 1 练习 死结问题： 【例2】晾衣绳两端分别固定在a、b两点，衣架钩是光滑的，挂于绳上处于静止状态。人为改变一个条件，当衣架重新静止时，下列说法正确的是（　）（多选） A.绳的右端上移到b′，绳子拉力不变 B.将杆N向右移一些，绳子拉力变大 C.绳的两端高度差越小，绳子拉力越小 D.若换挂质量更大的衣服，则衣服架悬挂点右移 AB G T T α α G=2T·cosα 例 2 活结问题： 两杆间距离L α α 绳子总长度为x L=x·sinα 绳子一端在上下移动的时候，L与x都不变，则α角是定值。 α α G=2T·cosα 绳子拉力T不变， 绳子两端高度差对T无影响。 例 2 活结问题： 两杆间距离L α α 绳子总长度为x L=x·sinα G=2T·cosα N杆向右移动，L增大，绳长x不变，α角变大，cosα减小，T变大。 增加衣服质量，x,L,α都不变，悬挂点位置不变。 【例3】如图a，轻绳AD跨过固定水平横梁BC右端的定滑轮，挂住质量为M1的物体，∠ACB＝30°； 图b中轻杆HG一端用铰链固定在墙上，另一端G通过细绳EG拉住，EG与水平方向也成30°，轻杆的G点用轻绳GF拉住一个质量为M2的物体，求： (1)轻杆BC对C端的支持力； (2)轻杆HG对G端的支持力。 铰链 例 3 定杆问题： T T=M1g T Nc=T=M1g 轻杆的一端固定，则杆产生的弹力有可能沿杆，也有可能不沿杆，杆的弹力方向根据共点力平衡确定。 例 3 动杆问题： T2=M2g T1 NG T1sin30°=M2g T1cos30°=NG 轻杆与墙壁通过转轴相连，则杆产生的弹力方向一定沿杆。 02 共点力动态平衡 什么是动态平衡？ 物体的状态发生缓慢的变化，在这个过程中物体一直处于平衡状态，但所受的力中有变力，故称为动态平衡。 问题的描述中常有“缓慢，逐渐”等。 【例4】新冠疫情期间，市民设计了如图所示装置，在与志愿者不接触的情况下将吊篮中的生活用品缓慢拉到窗口，图中轻绳的一端栓在轻杆上，另一端绕过定滑轮(不计一切摩擦)，下列说法正确的是（　　） A．轻杆所受的压力大小始终不变B．轻杆所受的压力大小先减小，后增大C．该同学手上所受的拉力大小始终不变D．该同学手上所受的拉力大小先减小，后增大 A 练习 动杆问题： mg F N F mg ① ② 解：相似三角形法 mg、h和L杆不变，L绳变小，则F变小，N不变。 h 【例5】如图，小球放在光滑的墙与装有铰链的光滑薄板之间，当墙与木板之间的夹角α缓慢地增大到90°的过程中（ ）（多选） A.小球对木板的正压力增大 B.小球对墙的压力减小 C.小球对墙的压力先减小， 后增大 D.木板对小球的弹力不可能 小于小球的重力 BD 例5 G N2 α α N1 解析法： α增大，N1，N2都减小。 例5 G N2 α α N1 图解法： G N1 N2 线段长短表示力的大小，N1，N2都减小。同时，N2是三角形斜边，一定大于G。 【例6】马戏团有长臂猿表演节目，当长臂猿双手抓住大圆环吊挂不动时，顺时针缓慢转动大圆环至长臂猿右臂竖直，在此过程中长臂猿左右手臂（夹角为锐角）受到的拉力F1、F2的变化情况是（ ） A.F1、F2都逐渐增大 B.F1、F2都逐渐减小 C.F1逐渐增大，F2逐渐减小 D.F1逐渐减小，F2逐渐增大 D 例 6 G F2 F1 1.一个定力； 2.两个变向力，但夹角不变。 辅助圆法： α 小结： 谢谢观看 $