必修.力的平衡

第3節(jié)力的平衡感悟平衡之美圖1：蘑菇石圖2：商場電梯上的人圖3：遠古巨石圖4：平穩(wěn)飛行的飛機1、平衡狀態(tài)是指物體的運動狀態(tài)保持不變下列運動狀態(tài)屬于平衡狀態(tài)的有（）A:靜止B:自由落體運動C:勻速直線運動D:勻速圓周運動AC2、使物體處于平衡狀態(tài)（即保持靜止或勻速直線運動）時的受力情況如何？不受力由牛頓第一定律可知：物體在不受任何外力作用時，將保持靜止或勻速直線運動狀態(tài)。受力情況案例能否處于平衡狀態(tài)合力情況可以F合=0受一個力不可以F合≠0自由落體運動受兩個力可以F合=0牛頓第一定律站崗勻速升空站立GN二力平衡大小相等方向相反同一直線一對平衡力的合力為零方案13、三個共點力作用下物體的平衡條件猜想假設實驗設計F1F2F3方案2方案3F1F2F3F31F32F1F2F3F12F合=0因此由實驗可得出結論:三個共點力作用下物體的平衡條件為:F合=0由實驗收集的數(shù)據(jù)可知：F12與F3大小相等，方向相反，在一條直線上。(F12表示F1、F2的合力）三個共點力作用下物體的平衡條件F1F2F3F121、F12=F3(F12表示F1、F2的合力）2、F13=F2(F13表示F1、F3的合力）3、F23=F1(F23表示F1、F3的合力）F2F1F3F13F2F1F3F23即：當物體所受三個共點力而處于平衡狀態(tài)，那么其中任意兩個力的合力一定與第三個力大小相等、方向相反、作用在同一條直線上。∵F合=0即F1+F2+F3=0∴F1+F2=-F3F1+F3=-F2

F2+F3=-F1推廣：物體在三個以上共點力作用下的平衡條件是所受合力也為零。即F合＝0推論：當物體處于平衡時，它所受的某一個力與其余的力的合力等值反向。尋找三個以上的共點力的平衡條件

：根據(jù)力的合成定則，我們可以把任意兩個共點力用一個力代替，據(jù)此，逐步的等效簡化，三個以上的共點力最終也都可以等效簡化為兩個共點力?？梢娙齻€以上的共點力的平衡最終也都可以等效簡化為二力平衡。二力平衡的物體合外力為零。F123F12F1F4F3F2如四個力的簡化

Ⅱ：求解共點力作用下平衡問題的解題步驟：

（1）確定研究對象（2）對研究對象進行受力分析，并畫受力圖；（3）據(jù)物體的受力和已知條件，采用力的合成、分解、圖解、正交分解法，確定解題方法；（4）解方程，進行討論和計算。例題1用繩子將鳥籠掛在一根棟梁上，OA與橫梁的夾角600，OA與OB垂直，如圖所示。若鳥籠重為20N。求⑴繩子OC對鳥籠的拉力；⑵繩子OA和OB對結點O的拉力。解：⑴對鳥籠分析T由二力平衡得OC對鳥籠的拉力的大小為T=G=20N⑵對結點分析GF12TF1F2600由共點力的平衡得：Ｆ12＝ＴF1=F12cos600F2=F12sin600點對象明受力表依據(jù)由三角函數(shù)關系得

對力的處理代入數(shù)據(jù)，可解得：Ｆ１=10N,F2=10N解法２對結點分析(如圖)TF1F2按平行四邊形定則分解ＴＴ2T1600由三角函數(shù)可得T1=Tcos600T2=Tsin600根據(jù)共點力的平衡條件得F1=T1F2=T2代入數(shù)據(jù)，可解得：Ｆ１=10N,F2=10N解法３對結點分析(如圖)由共點力的平衡條件知：平移各力后一定是封閉的三角形由三角函數(shù)可得F1=Tsin300F2=Tcos300代入數(shù)據(jù)，可解得TF2F130°解：對球受力分析（如圖）GF1F2G2G1將G分解得由共點力的平衡條件得到如圖所示，如果籃球的重Ｇ=15Ｎ，α=300.求:細繩對球的拉力和墻面對球的支持力各是多少.G2=Gtan300=15×=5N

G1=G/cos300=15/()=10N

細繩對球的拉力F1=G1=10N墻面對球的支持力F2=G2=5N例題2如圖所示：重為G＝3N的小球在豎直擋板作用下靜止在傾角為θ=30o的光滑斜面上，已知擋板也是光滑的，求：（1）擋板對小球彈力的大?。唬?）斜面對小球彈力的大小。例題3Ⅲ.平衡種類和穩(wěn)度（1）平衡種類:1.不穩(wěn)定平衡2.穩(wěn)定平衡3.隨遇平衡（2）提高穩(wěn)度的方法：降低重