4.3 共点力的平衡 课件-2024-2025学年高一上学期物理鲁科版（2019）必修第一册

§4.3 共点力的平衡 授课教师： 2024年5月22日 导入 什么是平衡呢？ 杂技表演者把物体支撑在自己的手上，并且使物体保持平衡 平衡 定义：物体静止或保持匀速直线运动的状态 静止的书本 静止的水桶 匀速自动扶梯上的人 静止的秋千 共同的运动学特征：a=0 处于共点力作用下保持平衡的物体，其受力应该满足什么条件？ 平衡条件 二力平衡 两个力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上 FN G G T F合=0 平衡条件 三力平衡 1. 任意两个力的合力必与第三个力等值反向 2. 三力平衡时，必然构成一个封闭的三角形 F合=0 α T N G T N G F F合=F-G=0 F1 F2 F3 平衡条件 三力平衡 三力交汇原理 物体受三个不平行外力作用而平衡，则这三个力的作用线必在同一平面内且为共点力 平衡条件 多力平衡 1. 任意一个力与其余力的合力总是等值反向、作用在同一条直线上 2. 多力平衡时，各力首尾相接必然构成一个封闭的多边形 F合=0 例：如图所示，物体在五个共点力的作用下保持平衡。如果撤去力F1=10N，而保持其余四个力不变，剩下这四个力的合力的大小和方向是怎样的？ F3 F2 F1 F4 F5 F2345合 平衡条件 力的合成角度：F合=0 任意一个力与其余N-1个力的合力总是等值反向、作用在同一条直线上 N力平衡时，各力首尾相接必然构成一个封闭的N边形 力的图示法 力在各个方向都满足合力为零 Fx=0，Fy=0 力的分解角度 练习 1.如图所示，一个重为G的圆球，被一段细绳挂在竖直光滑墙上，绳与竖直墙的夹角为α，则绳子的拉力和墙壁对球的弹力各是多少？ 解法一：合成法 F FN G F合 α α F =F合=G/cosα F N = G tanα 练习 1.如图所示，一个重为G的圆球，被一段细绳挂在竖直光滑墙上，绳与竖直墙的夹角为α，则绳子的拉力和墙壁对球的弹力各是多少？ 解法二：效果分解法 F FN G F2 α α F1 F =F2=G/cosα F N = F1=G tanα 实际情境问题中常用 练习 1.如图所示，一个重为G的圆球，被一段细绳挂在竖直光滑墙上，绳与竖直墙的夹角为α，则绳子的拉力和墙壁对球的弹力各是多少？ F α α G Fy Fx FN x y 解法三：正交分解法 x: FN – Fsinα= 0 y: Fcosα– G = 0 解得： F =G/cosα F N = G tanα 大于等于4个力时常用 练习 1.如图所示，一个重为G的圆球，被一段细绳挂在竖直光滑墙上，绳与竖直墙的夹角为α，则绳子的拉力和墙壁对球的弹力各是多少？ F α G FN 解法四：图解法 根据直角三角形的几何关系 F =G/cosα F N = G tanα 将力的矢量图平移组成矢量三角形 FN G F α 3个力作用时常用 练习 2.若已知细绳AO、BO能承受的最大拉力分别为100N和150N，α＝30°，β＝60°。若要绳不断，O端下方悬挂的重物的最大重力为多少？ B α β A O F F2 F1 F合 β α 力的分解——定解问题 已知合力、两个分力的方向，可确定两个分力的大小——唯一解 α β F F2 F1 已知合力、一个分力的大小与方向——可确定另一个分力的大小与方向——唯一解 α F1 F F2 力的分解——定解问题 已知合力、两个分力的大小（F1+F2> F且F1≠F2）——双解 F F2 F1 F2 F1 F2 F1 力的分解——定解问题 已知合力、一个分力的方向、另一个分力的大小 1.当F1=Fsinα时——唯一解 α F F2 F1 2.当F1<Fsinα时——无解 α F 3.当Fsinα<F1< F时——双解 F1 F2 F1 F2 4.当F1>F时——唯一解 α F F1 F2 听物理，如雾里，雾里探物理，终能悟理！ $$