3.5.1 共点力的平衡 课件 -2024-2025学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

共点力的平衡 物体的平衡状态 静止的书 匀速直线运动的汽车 静止的画框 静止的水桶 静止的花盆 静止的扁担 物体的平衡状态 定义： 物体受到几个力作用时，如果保持静止或匀速直线运动状态，我们就说这个物体处于平衡状态。 根据每幅图中各个力作用线的几何关系，可以 把下面四种情况的受力分成两类，判断哪些情况属于同一类？ 2. 你的判断依据是什么？ 几个力作用于同一点 几个力的作用线交于一点 共点力 共点力：作用在同一物体的同一点的几个力，或是作用线相交于同一点的几个力，称为共点力。 O 哪些物体在共点力的作用下处于平衡状态？ G FN G F1 F2 G F1 F2 G F1 F2 F3 G FN F Ff F1 F2 F 静止的书 静止的画框 静止的水桶 静止的花盆 静止的扁担 匀速直线运动的汽车 共点力的平衡条件 物体在共点力作用下的平衡条件是： 速度为0的物体，是否一定是平衡状态？ 物体所受的合外力为零 G FN FN=G F合=0 力的合成 多个共点力的平衡条件 O 想一想： 水桶在两个小孩的牵拉下，能静止不动，是因为什么？ 如何解决三力平衡的问题呢？ 多个共点力的平衡条件 如何解决三力平衡的问题呢？ G F1 F1 F2 F G F 等效 三力平衡 F合=0 二力平衡 力的合成 平衡条件： 如果物体在5个力的作用下能够平衡，撤去力F5后，物体的受力情况如何？ F1234 一箱苹果沿着倾角为θ的斜面，以速度v匀速下滑，在箱子中夹有一只质量为m的苹果，它受到周围苹果对它作用力的合力方向是(　　) A．沿斜面向上 B．沿斜面向下 C．竖直向上 D．垂直斜面向上 C B 轻绳的“死结”与“活结” 本质是两根绳或一根绳的问题 “死结” “活结” 如图所示，将一细绳的两端固定于两竖直墙的Ａ、Ｂ两点，通过一个光滑的挂钩将某重物挂在绳上，下面给出的四幅图中物体处于平衡状态的可能是（ ） C 轻杆中的“定杆”与“动杆” “定杆” “动杆” 解答共点力平衡问题的一般步骤 ⑴确定研究对象 ⑵对研究对象进行受力分析 ⑶根据平衡条件，对研究对象受到的力进行处理，列平衡方程 ⑷对平衡方程求解 常见的方法有：正交分解法、合成法等 ⑸讨论解的合理性和实际意义 解答共点力平衡问题的一般步骤 F 问题1：选取的研究对象是哪个物体呢？ 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，则悬绳AO和水平绳BO所受的拉力各等于多少？ G 选取O点为研究对象 解答共点力平衡问题的一般步骤 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，则悬绳AO和水平绳BO所受的拉力各等于多少？ 问题2：O点都受到哪些力呢？ 问题3：这些力之间有怎样的关系呢？ F3 F2 F1 F1、F2与F3合力为0 合成法/矢量三角形解答共点力平衡问题 F3 F1 F2 F3与重力G大小相等， F4 F4是F1和F2的合力，则： 根据三角函数的知识，可得： F1 F2 F4 是否可以从其他角度求解问题？ 正交分解法解答共点力平衡问题 F3 F1 F2 x y F1y F1x 解答共点力平衡问题的两种方法 F3 F2 F1 F4 F3 F2 F1 F1y F1x x y 合成法：把物体所受的力合成为两个力，则这两个力大小相等、方向相反，并且在同一条直线上。 正交分解法：把物体所受的力在两个互相垂直的方向上分解，每个方向上合力都为0。 想一想 F4 如果悬绳AO与竖直方向的夹角θ 减小，BO仍保持水平，重物仍然静止悬挂，悬绳AO和水平绳BO 所受的拉力将分别如何变化？ F3 F1 F2 θ减小，cosθ增大，tanθ减小 减小 减小 想一想 如果悬绳AO与竖直方向的夹角θ 减小，BO仍保持水平，重物仍然静止悬挂，悬绳AO和水平绳BO 所受的拉力将分别如何变化？ F3 F1 F2 F4 想一想 如果悬绳AO与竖直方向的夹角θ 减小，BO仍保持水平，重物仍然静止悬挂，悬绳AO和水平绳BO 所受的拉力将分别如何变化？ F3 F1 F2 A′ θ F4 F1′ F2′ （1）倾角为θ的固定斜面上放有一个质量为m的物体，物体处于静止状态，重力加速度大小为g，求斜面对物体的支持力、摩擦力、作用力。 （2）若物体恰好能做匀速直线运动，则物体与斜面之间的动摩擦因数为多少？ 5 N　与竖直方向成37°斜向右上 变：若题目改为弹簧的作用力为9 N？ 某物体处于平衡状态时受到四个力的作用，保持其中三个力大小和方向均不变，将另一个力F保持其大小不变，方向转过90°角，则此时物体的合力大小变为 (　　) A．F B.eq \r(2)F C．2F D．3F 如图所示，水平轻杆的一端固定在墙上，轻绳与竖直方向的夹角为37°，小球的重力为12 N，轻绳的拉力为10 N，水平轻弹簧的拉力为9 N，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，求轻杆对小球的作用力。 $$