3.5共点力的平衡 课件 -2023-2024学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

第三章 相互作用——力 第5节 共点力的平衡 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几何关系，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？ 共点力 非共点力 静止的书 静止的电灯 沿直线公路匀速 前进的汽车 随传送带匀速 运送的物体 请在下图中画出各物体受力的示意图，并分析它们的运动状态有什么共同点？ 平衡状态 一、共点力平衡的条件 物体保持静止或匀速直线运动的状态。 1、平衡状态： 物理学中有时出现“缓慢移动”，也说明物体处于平衡状态。 2、共点力平衡的条件: 静止的书 二力平衡 FN=G F合=0 平衡条件：合力为0 4 F F ：传送带对物体的作用力 平衡条件：合力为0 三力平衡 三力平衡 二力平衡 等效 匀速运动的物体 四力平衡 三力平衡 二力平衡 等效 等效 =0 =0 =0 平衡条件 ：合力为 0 四力平衡 如图，某小学生坐在雪橇上，她妈妈用F=20N的拉力通过绳拉雪橇，使雪橇沿水平地面做匀速直线运动，F与水平方向成斜向上。已知该小学生和雪橇的总质量为m=41.2kg；取sin37°=0.6，cos37°=0.8， g取10m/s2 ，小学生和雪橇可视为质点，求： （1）用正交分解法计算拉力F的竖直分量大小； （2）雪橇与水平地面间的摩擦力大小； （3）雪橇与水平地面间的动摩擦因数 ； 某幼儿园要在空地上做一个滑梯，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匀速滑下，滑梯至少要多高？ 一个质量为500kg 的物体，在平行于斜面的拉力F作用下，沿倾角为30°的固定斜面匀速上滑，如图所示。已知物体与斜面间的动摩擦因数为0.3.求拉力F是多少？（ g取10m/s2 ） 【答案】（1）20N ；（2）0.6 生活中常用一根水平绳拉着悬吊重物的绳索来改变或固定悬吊物的位置。如图，悬吊重物的细绳，其O点被一水平绳BO牵引，使悬绳AO段和竖直方向成θ角。若悬吊物所受的重力为G，求： （1）悬绳AO拉力等于多少？ （2）水平绳BO所受的拉力等于多少？ （3）如果继续增加重物的重力，OA和OB哪跟绳子先断掉？ 某同学做家务时，使用拖把清理地板，如图所示。假设拖把头的质量为1kg，拖把杆的质量不计，拖把杆与水平地面成53°。当对拖把头施加一个沿拖把杆向下、大小为10N的力F1时，恰好能推动拖把头向前匀速运动。重力加速度g取10m/s2 , sin53°=0.8，cos53°=0.6 。 求拖把头与地板间的动摩擦因数 【答案】（1） 某同学做家务时，使用拖把清理地板，如图所示。重力加速度g取10m/s2 。当拖把静止时，对拖把头施加一个沿拖把杆向下的力F2，拖把杆与地面的夹角为 θ 。当 θ 增大到某一值时，无论F2多大，都不能推动拖把头，其中μ= 求tan θ 的范围。（为方便起见，本问可忽略拖把头的重力，且认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力） 【答案】（1） tan θ ≥3 生活中常用一根水平绳拉着悬吊重物的绳索来改变或固定悬吊物的位置。如图，悬吊重物的细绳，其O点被一水平绳BO牵引，使悬绳AO段和竖直方向成θ角。若悬吊物所受的重力为G，求： （1）悬绳AO拉力等于多少？ （2）水平绳BO所受的拉力等于多少？ （3）如果继续增加重物的重力，OA和OB哪跟绳子先断掉？ 【答案】（1）20N；（2）88N；（3）16N 如图所示，对称晾挂在光滑等腰三角形衣架上的衣服质量为M，衣架顶角为120°，重力加速度为g，则衣架右侧对衣服的作用力大小为多少？ 【答案】 g 如图所示，用一根长为1m的轻质细绳将一幅质量为1.2kg的画框对称悬挂在墙壁上。已知绳能承受的最大张力为12N，为使绳不断裂，画框上两个挂钉的间距最大为多少？（g取10m/s2） 【答案】 将一个质量为4kg 的铅球放在倾角为 45° 的斜面上，并用竖直挡板挡住，铅球处于静止状态。不考虑铅球受到的摩擦力，铅球对挡板与铅球对斜面的压力分别是多少？（ g取10m/s2 ） 如图所示，小娟、小明两人共提一桶水匀速前行。已知两人手臂上的拉力大小相等且为F，两人手臂间的夹角为θ，水和水桶的总重力为G，则下列说法中正确的是（　　） C 如图所示，一根轻绳一端固定于天花板的A点，另一端悬挂于天花板的B点，绳上挂一质量为m的光滑圆环。在细绳右端悬挂点由B点向A点慢慢移动的过程中，绳中的张力（　　） A．变小 B．变大 C．先变小后变大 D．先变大后变小 A A．60º B．30º C．120º