03-05共点力的平衡-2023-2024学年高一物理精编动态课件（人教版2019必修第一册）

05.共点力的平衡 一、平衡状态与平衡条件 1.平衡状态 物体处于静止状态或匀速直线运动的状态。 2.共点力的平衡条件 运动学：a=0 力学：F合＝0；正交分解：Fx＝0、Fy＝0 3.平衡条件的推论 (1)二力平衡：两个力必定大小相等，方向相反。 (2)三力平衡：任意两个力的合力与第三个力大小相等，方向相反。 (3)四力，多力平衡：以此类推。 注意：四力可以一三组合，两两组合。（四力以上一般正交分解法处理） 已知上图中所有物体的质量均为m，重力加速度为g，求： 1.图1中AO、BO绳受到的张力，若m增大谁先断？ 2.图2中斜面受到地面的摩擦力和弹力是多少？ 3.若图2中物体受沿斜面向上的拉力F，两者均静止，则斜面受到地面的摩擦力和弹力又是多少？ 4.图3中物体受到传送带的摩擦力和弹力（讨论静止，物体随传送带匀速上升，匀速下降等情况;若刚放上传送带的瞬间呢？分传送带向上向下运动讨论） F 二、共点力平衡常用解题方法 例、如图如示：在斜面底端固定一硬质轻杆，在斜面与轻杆间放一光滑小球，小球处于静止状态，已知小球质量为m，求斜面对小球弹力N1与轻杆对小球弹力N2的大小。 1、合成法（建议三力平衡用） 2、分解法 3、正交分解法（建议四力以上的平衡用） 4、三角形法 合成法 正交分解法 分解法 三角形法 共点力力平衡常用解题方法 $$三、常见实际问题应用 1、作图法（动态平衡问题） 2、相似三角形问题 3、整体法、隔离法 4、临界问题 5、极值问题 典例1 典例2 典例3 典例4 典例5 典例1、如图所示，小球用细绳系住，绳的另一端固定于O点。现用水平力F缓慢推动斜面体，小球在斜面上无摩擦地滑动，细绳始终处于直线状态，当小球升到接近斜面顶端时细绳接近水平，此过程中斜面对小球的支持力N以及绳对小球的拉力T的变化情况是 (　　) A．N保持不变，T不断增大 B．N不断增大，T不断减小 C．N保持不变，T先增大后减小 D．N不断增大，T先减小后增大 D 典例2、如图所示，一小球通过细线一端悬挂于定滑轮上另一端处于一光滑半球体边缘，半球体固定，现用外力F缓慢拉细线使小球沿光滑半球体边缘缓慢上升到最高点的过程中，半球体对小球的弹力N及细线对小球的拉力T如何变化？已知定滑轮到半球体上端距离为d，球半径为R. 典例3、如图所示，质量为2kg的直角三棱柱A放在水平地面上，三棱柱的斜面是光滑的，且斜面倾角θ为37o，质量为1kg的光滑球放在三棱柱和光滑竖直墙壁之间，A和B都处于静止状态，则地面对三棱柱的支持力和摩擦力各为多少？（g=10m/s2,sin37o=0.6,cos37o=0.8) 解：（1）先整体： NA=(mA+mB)g=30N （2）后隔离： fA=NB=mBgtg37o=7.5N 典例4、如图所示，跨过定滑轮的轻绳两端分别系着物体A和B，物体A放在倾角为θ的斜面上。已知物体A的质量为m，物体A与斜面间的最大静摩擦力是与斜面间弹力的μ倍（ μ <tan θ），滑轮与轻绳间的摩擦不计，绳的OA段平等于斜面，OB段竖直，要使物体A静止在斜面上，则物体B质量的取值范围为多少？ 分析： 若B较轻，拉力小于下滑力则,f向上达最大值时B质量最小： 若B较重，拉力大于下滑力,则f向下达最大值时B质量最大： 故: 典例5、如图2－3－8所示，三根长度均为l的轻绳分别连接于C、D两点，A、B两端被悬挂在水平天花板上，相距2l，AC与水平方向夹角60度。现在C点上悬挂一个质量为m的重物，为使CD绳保持水平，在D点上可施加力的最小值为 (　　) A.mg　　　　　　　 B. mg C.mg /2 D.mg/4 解:先对结点C受力分析：求得： 再对结点D用三角形法分析可得： C 典例6、如图所示，质量为m的木块静止在水平面上，木块与水平面的动摩擦系数为μ= ，现在木块上施加一与水平面成θ角的拉力，求木块能沿水平面匀速前进对应的最小拉力为多大？此时θ为多少？ 几何画板动平衡课件集。 1.如图所示，橡皮筋的一端固定在O点，另一端栓一个可以看做质点的物体，O点正下方A处有一垂直于纸面的光滑细杆。已知橡皮筋弹力与伸长量成正比，现用水平拉力F使物体在粗糙的水平面上从B点沿水平方向匀速向右运动至C点，已知运动过程中橡皮筋处于弹性限度内且物体对水平地面有压力，思考： (1)如果橡皮筋的自然长度等于OA， 物体所受地面摩擦力怎么变化？ (2)如果橡皮筋的自然长度小于OA， 物体所受地面摩擦力怎么变化？ mg N kx f 2.如图所示，竖直墙面与水平地面均光滑且绝缘，两个带同种电荷的小球A、B分别位于竖直墙面和水平地面上，且处于同一平面内，现用水平推力F作用于B，两球静止于图示位置。如果将小球B向左推动少许，并待两球