第3节 共点力平衡（教学课件）物理鲁科版2019必修第一册

高中物理必修一 第4章 力与平衡 第四章 力与平衡 物体的平衡状态 共点力的平衡条件 前言 远古的巨石，至今仍然矗立，向人们述说史前的故事 在商场，你即使站着不动，自动扶梯也会平稳地送你上楼、下楼 平 衡 物理学中，物体保持 或 的状态，叫做平衡状态。 一、平衡状态 静止 匀速直线运动 是 是 是 是 否 否 （1）静止在水平面上的木箱 （3）用细线悬挂在天花板上的静止小球 （5）用细线悬挂在天花板上的静止小球，在剪断细线的瞬间 （4）刹车后停下来了的汽车 （6）竖直上抛达到了最高点的小球(不计空气阻力) （2）平直马路上在牵引力作用下匀速前进的汽车 判断下面的物体是否处于平衡状态: 一、平衡状态 加速 匀速 减速 静止 加速 减速 变速 静止 匀速 速度不变 处于平衡状态时物体的加速度为零 物体加速度为零时物体处于平衡状态。 二、共点力的平衡条件 物体要保持平衡状态需要满足什么条件？ N G G 静止在桌面上的物体 T 用绳悬挂的静止物体 N与G大小相等，方向相反，是一对平衡力。 T与G大小相等，方向相反，是一对平衡力。 物体受两个力作用而处于平衡状态时，这两个力必定是一对平衡力：大小相等、方向相反。物体所受合外力=0 二、共点力的平衡条件 当物体同时受到多个互成角度的共点力作用时，要怎样才能处于平衡状态呢？ A B O θ FA FB G FAB 任意两个共点力都可用一个合力来等效替代 FA、FB的合力为FAB 如果FAB与G等大反向即为平衡力，则物体处于平衡状态 多个共点力 力的合成 两个力 合外力=0 二力平衡 平衡 二、共点力的平衡条件 共点力作用下物体的平衡条件是：合力为 0 作用在物体上的几个共点力的合力为 0，就达到了力的平衡 二、共点力的平衡条件 结论： 三个共点力平衡，其中两个力的合力必定与第三个力等大反向，作用在同一直线上。 二、共点力的平衡条件 推论： 受力平衡时，多个共点力作用线平移首尾相接，必构成封闭多边形。 用绳子将鸟笼挂在一根横梁上，如图 4-27 所示。若鸟笼重 19.6 N，求绳子 OA 和 OB 对结点 O 的拉力。 受力分析 T O F1 F2 F 三力平衡条件： 任意两个力的合力与第三个力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。 解: 以结点O为研究对象，根据共点力的平衡条件，作受力分析如图所示 F = T，且 T = G 由三角函数关系得 　F1=Fsin30°=19.6×0.5 N =9.8 N F2=Fcos30°=19.6×0.866 N =17.0 N 30° 所以，绳子OA对结点O的拉力大小是17.0N，方向沿绳由O指向 A ；OB对结点O的拉力大小是9.8N，方向沿绳由O指向B。 合成法 用绳子将鸟笼挂在一根横梁上，如图 4-27 所示。若鸟笼重 19.6 N，求绳子 OA 和 OB 对结点 O 的拉力。 受力分析 T O F1 F2 解: 分解法 x y F1x F1y F2x F2y 以结点O为研究对象，作受力分析如图所示,由力的平衡得 水平方向： 竖直方向： 且 由①②③式解得： ① ② ③ 所以，绳子OA对结点O的拉力大小是17.0N，方向沿绳由O指向 A ；OB对结点O的拉力大小是9.8N，方向沿绳由O指向B。 若三条绳子承重相同，不断增加重物的重，则哪条绳子先断？ A B C θ m 1、已知重物质量为m,处于静止状态，绳与水平方向夹角为θ求杆的作用力和AC绳的拉力 2、已知小球质量为m,处于静止状态，细细与墙的夹角为θ，求细线的拉力和墙对球的弹力 练一练 用绞链固定，杆可以固定点自由转动，视为“活杆”，杆的作用力必沿杆。如果是直接插入墙中，杆不能动，视为“死杆”，则杆的受力方向有多种可能，要依实际状态分析 A θ m 重心必须在支撑面内 作业 课本P103 3、4、5 名校学案：第3节 第四章 力与平衡 共点力平衡的应用 知识回顾 一、共点力平衡的条件 二、分析方法 1、合成法 2、正交分解法 多个共点力平衡，其中n-1个力的合力必与第n个力等大反向。 建立直角坐标，将不在坐标上的力沿坐标方向分解，平衡时，各方向的合力为0。 3、三角形法 平衡时，多个共点力按首尾相连平移，必构成闭合的多边形。 共点力平衡的解题步骤： 1、受力分析--画受力图 2、确定研究方法--合成或分解 3、列平衡关系式---合外力=0 如图，已知物体的重力G为11N ，物体与墙壁间的动摩擦因数μ=0.5 。物体在推力F 的作用下沿竖直墙壁做匀速运动，且推力与竖直方向的夹角θ=37°，求推力F 的大小。 θ F 练一练 G F θ f N F θ F1 F2 f F1 F2 N θ F θ F v v F2=