3.5共點(diǎn)力的平衡課件-高一上學(xué)期物理人教版(2)2

人教版(2019)必修第一冊(cè)物理高中3.5共點(diǎn)力平衡復(fù)習(xí)：共點(diǎn)力：幾個(gè)力同時(shí)作用在物體的同一點(diǎn)，或它們的作用線相交于一點(diǎn)。平衡狀態(tài)：靜止或勻速直線。一日一錢，千日千錢，繩鋸木斷，水滴石穿01共點(diǎn)力靜態(tài)平衡什么是靜態(tài)平衡？平衡條件？木塊勻速下滑GNF合=0GNf蘋果靜止

一日一錢，千日千錢，繩鋸木斷，水滴石穿GOAB例1練習(xí)死結(jié)問題：一日一錢，千日千錢，繩鋸木斷，水滴石穿

例1：某幼兒園要在空地上做一個(gè)滑梯（圖甲），根據(jù)空地的大小，滑梯的水平跨度確定為6m。設(shè)計(jì)時(shí)，滑板和兒童褲料之間的動(dòng)摩擦因數(shù)取，為使兒童在滑梯游戲時(shí)能在滑板上滑下，滑梯至少要多高？FfmgFN解：（1）確定研究對(duì)象，構(gòu)建模型：（2）對(duì)這個(gè)物體進(jìn)行受力分析：順序：①豎直向下的重力mg；②垂直斜面向上的支持力FN；③沿斜面向上的摩擦力Ff；（3）應(yīng)用二力平衡模式或建立直角坐標(biāo)系轉(zhuǎn)化為四力平衡的模式：一日一錢，千日千錢，繩鋸木斷，水滴石穿物體的靜態(tài)平衡1.概念：物體在力的作用下處于靜止的平衡狀態(tài)2.特點(diǎn)：處于靜態(tài)平衡的物體所受共點(diǎn)力的合力為零物體的動(dòng)態(tài)平衡1.概念：物體在力的作用下處于勻速直線運(yùn)動(dòng)的平衡狀態(tài)，我們稱之為動(dòng)態(tài)平衡2.特點(diǎn)：處于動(dòng)態(tài)平衡的物體所受共點(diǎn)力的合力為零物體的平衡一日一錢，千日千錢，繩鋸木斷，水滴石穿（1）動(dòng)態(tài)平衡問題，是通過控制某些物理量，使物體的狀態(tài)發(fā)生緩慢的變化，而在這個(gè)過程中物體又始終處于一系列的平衡狀態(tài)。所遇到的題目往往是保持其中一個(gè)力的大小和方向都不變，第二個(gè)力的方向保持不變，來(lái)分析第三個(gè)力方向變化時(shí)，第二個(gè)和第三個(gè)力的大小變化情況動(dòng)態(tài)平衡的理解（2）分析方法：

①解析法：對(duì)研究對(duì)象的任一狀態(tài)進(jìn)行受力分析，建立平衡方程，求出應(yīng)變參量與自變參量的一般函數(shù)式，然后根據(jù)自變參量的變化確定應(yīng)變參量的變化

②圖解法：對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析，再根據(jù)平行四邊形定則或三角形定則畫出不同狀態(tài)下的力的矢量圖(畫在同一個(gè)圖中)，然后根據(jù)有向線段(表示力)的長(zhǎng)度變化判斷各個(gè)力的變化情況一日一錢，千日千錢，繩鋸木斷，水滴石穿方法一：正交分解法Ff＝μFN

③

把①②代入③式有

化簡(jiǎn)得：h＝

μb＝

m

例2：以滑梯上正勻速下滑的小孩為研究對(duì)象，設(shè)BC高度為h，AC長(zhǎng)度為b，斜面AB長(zhǎng)度為l，傾角為θ。

沿平行和垂直于斜面兩個(gè)方向建立直角坐標(biāo)系，把重力G沿兩個(gè)坐標(biāo)軸方向分解為F1和F2。Ff＝F1＝Gsinθ＝

①FN＝F2＝Gcosθ＝

②

x軸y軸受力分析如下圖所示，分別列x軸和y軸的平衡狀態(tài)方程。ABCθxy)θGFfFNF1

F2

θ一日一錢，千日千錢，繩鋸木斷，水滴石穿【例3】如圖所示，G=100N，α=60°，求OA、OB繩的拉力。GOABGTATB解：正交分解法一日一錢，千日千錢，繩鋸木斷，水滴石穿

將支持力和摩擦力根據(jù)平行四邊形法合成為F，根據(jù)平衡條件可知：F與重力G等大、反向、共線，即F=G。方法二：合成法FNGG’ABC)θθFGFfFNFf＝μFN

③

把①②代入③式有

化簡(jiǎn)得：h＝

μb＝mFf＝Fsinθ＝Gsinθ＝

①FN＝Fcosθ＝Gcosθ＝

②

解：以滑梯上正勻速下滑的小孩為研究對(duì)象，設(shè)BC高度為h，AC長(zhǎng)度為b，斜面AB長(zhǎng)度為l，傾角為θ。受力分析如下圖所示，θ一日一錢，千日千錢，繩鋸木斷，水滴石穿

例4：沿平行和垂直于斜面兩個(gè)方向建立直角坐標(biāo)系。把重力mg沿兩坐標(biāo)軸方向分解為F1和F2。ABCmgFN

FfxyF1

F2

設(shè)斜面傾角為θ，由于F2垂直于AB、F1垂直于AC，故F2和F1的夾角也等于θ。用l、b和h分別表示AB、AC和BC的長(zhǎng)度。

直角三角形中三角函數(shù)關(guān)系可知：一日一錢，千日千錢，繩鋸木斷，水滴石穿

重力一定的物塊P用兩根輕繩懸在空中，其中繩OA方向固定不動(dòng)，繩OB在豎直平面內(nèi)由水平方向向上轉(zhuǎn)動(dòng)，則在繩OB由水平方向轉(zhuǎn)至豎直方向的過程中，繩OB的張力的大小將(

)A．一直變大B．一直變小C．先變大后變小

D．先變小后變大例題4一日一錢，千日千錢，繩鋸木斷，水滴石穿

解題關(guān)鍵：(1)正確畫出平衡時(shí)的受力分析圖(2)分析某一力變化的特點(diǎn)及邊、角變化的情況(3)根據(jù)平行四邊形邊長(zhǎng)的變化定性判斷力的變化用力的平行四邊形定則得拉力F1、F2的合力F豎直向上、大小不變，總等于G，拉力F2方向不變，F(xiàn)1與水平方向的夾角逐漸增大，由平行四邊形定則作出的圖示看出OB繩的拉力F1先變小后變大，OA繩的拉力F2逐漸減小正確答案：D一日一錢，千日千錢，繩鋸木斷，水滴石穿判斷物體的運(yùn)動(dòng)方向，求合力F合

根據(jù)共點(diǎn)力平衡的條件F合

=0在y軸方向上F2-FN=0在x軸方向上

F1-Ff=0由于Ff=μFN聯(lián)立可求得解得h=μ

思考一下：是否可以用合成法？一日一錢，千日千錢，繩鋸木斷，水滴石穿

例5：生活中常用一根水平繩拉著懸吊重物的繩索來(lái)改變或固定懸吊物的位置。如圖，懸吊重物的細(xì)繩，其O點(diǎn)被一水平繩BO牽引，使懸繩AO段和豎直方向成θ角。若懸吊物所受的重力為mg，則懸繩AO和水平繩BO所受的拉力各等于多少？解：（1）確定研究對(duì)象，構(gòu)建模型：結(jié)點(diǎn)（2）對(duì)這個(gè)物體進(jìn)行受力分析：三根繩子給的拉力FF1F2F3解法一：合成法——轉(zhuǎn)化為二力平衡。任意兩個(gè)力的都與第三力平衡F3=mg

課本里用1、2與3求平衡，我們還可以用1、3與2或2、3與1求平衡，只不過平行四邊形不好畫。F4一日一錢，千日千錢，繩鋸木斷，水滴石穿【例題6】某幼兒園要在空地上做一個(gè)滑梯，根據(jù)空地的大小，滑梯的水平跨度確定為6m。設(shè)計(jì)時(shí)，滑板和兒童褲料之間的動(dòng)摩擦因數(shù)取，為使兒童在滑梯游戲時(shí)能在滑板上滑下，滑梯

要多高？ABC)θ模型構(gòu)建至少一日一錢，千日千錢，繩鋸木斷，水滴石穿合成法：把物體所受的力合成為兩個(gè)力，則這兩個(gè)力等大、反向、共線，合力為0。正交分解法：把物體所受的力在兩個(gè)互相垂直的方向上分解，每個(gè)方向上合力都為0。兩種方法的特點(diǎn)：ABCθxy)θGFfFNF1

F2

FNGG’ABC)θθFGFfFN一日一錢，千日千錢，繩鋸木斷，水滴石穿13562步驟3方法2步驟2方法34步驟1方法1力的合成法力的分解法正交分解法Fx=0Fy=0確定研究對(duì)象受力分析，確定是否受力平衡選擇恰當(dāng)方法列式求解知識(shí)梳理一日一錢，千日千錢，繩鋸木斷，水滴石穿課堂練習(xí)答案解析1.共點(diǎn)的五個(gè)力平衡,說(shuō)法中不正確的是(

)A.其中四個(gè)力的合力與第五個(gè)力等大反向B.其中三個(gè)力的合力與其余兩個(gè)力的合力

等大反向C.五個(gè)力的合力為零D.撤去其中的三個(gè)力,物體一定不平衡D五個(gè)共點(diǎn)力平衡,則五個(gè)力的合力為零,A、B、C三項(xiàng)正確。撤去其中三個(gè)力,剩余兩力,有可能合力仍為零,則D項(xiàng)錯(cuò)誤受力與狀態(tài)結(jié)合應(yīng)用一日一錢，千日千錢，繩鋸木斷，水滴石穿2.AC、BC繩能承受的最大拉力為120N。它們與豎直方向夾角分別為37°和53°，求：(1)增大物體重力，哪條繩先斷？(2)此重物的最大重力不應(yīng)超過多少?GTATBG＇解：(1)繩AC先斷(2)當(dāng)繩AC上的力達(dá)到120N時(shí)，

物體的重力最大。

TA=120Ncos37°=TA/G＇

G＇=G=150N一日一錢，千日千錢，繩鋸木斷，水滴石穿

1、畫出物體的受力圖

2、建立直角坐標(biāo)系

3、正交分解各力

4、分別寫出x、y方向

的方程

5、根據(jù)方程求解根據(jù)步驟仔細(xì)做3.重為40N的物體與豎直墻間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2,若受到與水平方向成45°角的斜向上的推力