3.5 专题 共点力平衡拓展--空间力 动态圆 临界 课件 -2023-2024学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

共点力平衡拓展 1空间问题 2动态平衡--一力恒定，两力夹角不变 3临界问题 绳 弹力 摩擦 已知物块质量为m，斜面倾角θ，物块在平行于斜面底端沿水平方向的力F作用下静止，已知g,求物块摩擦力大小 共点力平衡空间问题 水平地面，相机质量m，已知g。三脚架支架等长，与竖直方向均成30°角，求每根支架上的力 多力正交分解 竖直方向 3Ncos30°=mg 柔软轻绳ON的一端O固定，其中间某点M拴一重物，用手拉住绳的另一端N，初始时，OM竖直且MN被拉直，OM与MN之间的夹角为α(α＞90°)．现将重物向右上方缓慢拉起，并保持夹角α不变．在OM由竖直被拉到水平的过程中绳子拉力变化 三力平衡先合成 一个力恒力，另外两个力夹角不变（画圆） 技巧：画平四找三角，三角形外接圆，恒力对恒角，定弦对定角 注意：直径对应最长的弦长，直径对的圆周角90度 法二：函数拉密定理 a/sinα=b/sinβ=c/sinγ 动态平衡 一个力恒力，另外两个力方向变但夹角不变（画圆）→恒力对定弦 mg TMN TOM β 拉密定理 ：如果在三个共点力作用 下物体处于 平衡状态,那么各力的大 小分别与另外两 个力 所夹角的正弦成正比 β 180°→90°sinβ 增大 γ 锐角→钝角 sinγ 先增大后减小 动态平衡 一个力恒力，另外两个力方向变但夹角不变→拉密定理 (多选)如图，倾角为30°的斜面体放置于粗糙水平面上，物块A通过跨过光滑定滑轮的柔软轻绳与小球B连接，O点为轻绳与定滑轮的接触点．初始时，小球B在水平向右的拉力F作用下使轻绳OB段与水平拉力F的夹角θ＝120°，整个系统处于静止状态．现将小球向右上方缓慢拉起，并保持夹角θ不变．从初始到轻绳OB段水平的过程中，斜面体与物块A均保持静止不动，则在此过程中(　　) A．拉力F逐渐增大 B．轻绳上的张力先增大后减小 C．地面对斜面体的支持力逐渐增大 D．地面对斜面体的摩擦力先增大后减小 一个力方向不变，另外两个力夹角不变→图解法→画圆 AD 动态平衡 一个力恒力，另外两个力方向变但夹角不变→整体隔离和动态平衡 1.临界问题常见表述 (1)由静止到运动临界，摩擦力达到最大静摩擦力. (2)绳子恰好绷紧，拉力F＝0. 绳子拉断→绳子拉力达到最大 (3)两物体刚好分离，接触面之间弹力N＝0. 2.极值问题 平衡中的极值问题，一般指在力的变化过程中的最大值和最小值问题. 临界极值问题 3.解题方法 (1)极限法 (2)数学分析法：写出物理量之间的函数关系 (3)物理分析方法：作出力的矢量图，通过对物理过程的分析 训48页11．用细绳AC和BC吊起一重物，两绳与竖直方向的夹角如图所示，AC绳能承受的最大拉力为150N，BC绳能承受的最大拉力为100 N，为使绳子不断开，所吊重物的质量不得超过多少?(g取10N/kg) 临界问题--绳子拉断 正弦定理：在同一个三角形中， 三角形的边长与 所对角的正弦比值相等， 即大角对大边。 例 如图所示，用两根能承受的最大拉力相等、长度不等的细绳AO、BO(AO>BO)悬挂一个中空铁球，当向球内不断注入铁砂时 FA mg F合=mg FB 1 2 分析：∵AO>BO ∴∠1>∠2 ∴FB>FA 临界问题--绳子拉断 绳BO先被拉断 【例题1】物体的质量为2kg，两根轻绳AB和AC的一端连接于竖直墙上(B、C在同一竖直线上)，另一端系于物体上，在物体上另施加一个方向与水平线成θ＝60°角的拉力F，若要使两绳都能伸直，如图所示，伸直时AC与墙面垂直，绳AB与绳AC间夹角也为θ＝60°，求拉力F的大小范围(g取10 m/s2)。 临界问题--绳子张紧 1 F能否为0？ 2 AC恰好张紧F如何求？ 3 F增大，AB拉力和AC拉力如何变化？ 体会绳子只能提供拉力，绳子上的张力大小按状态分析，按需分配 解析： 【例题1】物体的质量为2kg，两根轻绳AB和AC的一端连接于竖直墙上(B、C在同一竖直线上)，另一端系于物体上，在物体上另施加一个方向与水平线成θ＝60°角的拉力F，若要使两绳都能伸直，如图所示，伸直时AC与墙面垂直，绳AB与绳AC间夹角也为θ＝60°，求拉力F的大小范围(g取10 m/s2)。 物体的受力情况如图，由平衡条件得   半径为R.重为G的均匀球靠竖直墙放置.左下有厚为h的木块.若不计所有摩擦.用至少多大的水平推力F推木块才能使球离开地面? 临界问题--分离--接触面之间弹力为0 1球离开地面意味着？ 2球的受力 3如何解决F 3缺少角度如何处理 N1 N2 练 在粗糙的水平地面放置一重为50N的劈形木块，在劈形木块上有一个重力为100N的光滑小球被轻绳拴住悬挂在天花板上，已知绳子与竖直方向的夹角为30°，斜面倾角为30°，整个