共點(diǎn)力平衡條件的應(yīng)用

共點(diǎn)力平衡條件的應(yīng)用2021/6/271

復(fù)習(xí)：（1）如果一個(gè)物體能夠保持_______或

，物體就處于平衡狀態(tài)。（2）當(dāng)物體處于平衡狀態(tài)時(shí)：

a：物體所受各個(gè)力的合力等于

，這就是物體在共點(diǎn)力作用下的平衡條件。

b：它所受的某一個(gè)力與它所受的其余外力的合力關(guān)系是

。本節(jié)課我們來(lái)運(yùn)用共點(diǎn)力的平衡條件求解一些實(shí)際問題。2021/6/272一、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)，稱為靜態(tài)平衡。2、受力特點(diǎn)：處于靜態(tài)平衡的物體所受共點(diǎn)力的合力為零。二、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)，我們稱為動(dòng)態(tài)平衡。2、受力特點(diǎn)：處于動(dòng)態(tài)平衡的物體所受共點(diǎn)力的合力為零。2021/6/273例1、如圖所示，一個(gè)半徑為r，重為G的圓球被長(zhǎng)為2r的細(xì)線懸掛在墻上，求球?qū)?xì)線的拉力F′和球?qū)Φ膲毫′為？解：物體受力如圖:細(xì)線對(duì)球的拉力F和墻對(duì)球的支持力N的合力F合，結(jié)合相互作用力的關(guān)系可得：2021/6/274例2、在水平地面上有一質(zhì)量為11kg的物體，它受到與水平方向成370角斜向上的50N的拉力作用，在水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，g=10m/s2，求物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)（sin370=0.6,cos370=0.8）2021/6/2752021/6/276小結(jié)：解這種題型首先對(duì)動(dòng)態(tài)平衡的物體受力分析，確定三個(gè)力的特點(diǎn)；找出不變力，則另兩個(gè)變力的合力就與該不變力構(gòu)成一對(duì)平衡力，用力的合成或分解法、圖解法或力的矢量三角形與幾何三角形相似法等求解。求解共點(diǎn)力體用下平衡問題的解題一般步驟：

1)確定研究對(duì)象(物體或結(jié)點(diǎn)，結(jié)點(diǎn)不計(jì)重力)；

2)對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析，并畫受力示意圖；

3)分析判斷研究對(duì)象是否處于平衡狀態(tài)；

4)根據(jù)物體的受力和已知條件，運(yùn)用共點(diǎn)力平衡條

件，選用適當(dāng)方法計(jì)算求解。2021/6/277鞏固練習(xí)如圖所示，細(xì)繩ＭＯ與ＮＯ所能承受的最大拉力相同，長(zhǎng)度ＭＯ〉ＮＯ，則在不斷加重重物Ｇ的過(guò)程中（繩ＯＣ不會(huì)斷）（）Ａ.ＯＮ繩先被拉斷Ｂ.ＯＭ繩先被拉斷Ｃ.ＯＮ繩和ＯＭ繩同時(shí)被拉斷Ｄ.因無(wú)具體數(shù)據(jù)，故無(wú)法判斷哪條繩先被拉斷。ＭＮＯＧＣA2021/6/278三、物體受力分析的方法隔離法：

把某物體從眾多的物體中隔離出來(lái)，作為研究對(duì)象。分析時(shí)，只分析周圍物體對(duì)它的作用力，而不分析它對(duì)周圍物體的作用力。整體法：

把幾個(gè)沒有相對(duì)加速度的物體看作一個(gè)物體去作研究對(duì)象(方法同隔離法一樣)。如：物體間相對(duì)靜止，都做勻速直線運(yùn)動(dòng)（速度不同），一個(gè)靜止一個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)，以相同加速度變速直線運(yùn)動(dòng)（第三章內(nèi)容）等。2021/6/279受力分析的注意事項(xiàng)1、物體所受的力都有其施力物體，否則該力不存在；2、受力分析時(shí)，只考慮根據(jù)性質(zhì)命名的力；3、對(duì)于摩擦力應(yīng)充分考慮物體與接觸面是否有相對(duì)運(yùn)動(dòng)和相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)；4、根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)去檢查物體的受力情況。2021/6/2710練習(xí)題：1、如下圖所示，A、B兩物體保持相對(duì)靜止，且一直在水平地面向右作勻速運(yùn)動(dòng)，試分析A、B的受力。2021/6/27112、畫出下列情況，在地面上A、B、C三物體的受力示意圖。（1）A、B、C保持相對(duì)靜止。（2）在B物上向右加一恒力F，A、B、C仍保持相對(duì)靜止。（3）在A物上向右加一恒力F，A、B、C一起向右作勻速運(yùn)動(dòng)。2021/6/2712什么是動(dòng)態(tài)平衡？物體處于一系列的平衡狀態(tài)中，此過(guò)程中外力在發(fā)生變化，但合力始終為零。變化的外力一般是被動(dòng)力（微變彈力、靜摩擦力）。解決動(dòng)態(tài)平衡問題的關(guān)鍵是：在變化中找到不變。動(dòng)態(tài)平衡2021/6/2713解決動(dòng)態(tài)平衡的步驟:

正確分析物體動(dòng)態(tài)平衡問題，可分三步進(jìn)行：1、對(duì)物體的初狀態(tài)進(jìn)行受力分析。2、在變化過(guò)程中，找出不變的物理量。3、應(yīng)用平行四邊形法則（三角形法則）進(jìn)行判斷。2021/6/2714解決動(dòng)態(tài)平衡的方法物理方法：三力平衡問題用合成法，多力平衡用分解法（一般采用正交分解法）。數(shù)學(xué)方法：三力平衡用圖解法，多力平衡用公式法（計(jì)算法）。2021/6/2715例1、如圖所示，人站在岸上通過(guò)定滑輪用繩牽引小船，若水的阻力恒定不變，則在船勻速靠岸的過(guò)程中，繩的拉力和船受到的浮力如何變化？2021/6/2716點(diǎn)評(píng)：多力平衡，正交分解用計(jì)算法進(jìn)行分析。拉力T變大,浮力F變小。2021/6/2717例2、如圖所示，一個(gè)重為G的球放在光滑斜面上，斜面傾角為α，在斜面上有一光滑的不計(jì)厚度的木板擋住，使之處于靜止?fàn)顟B(tài)，今使板與斜面夾角β緩慢增大，問：在此過(guò)程中，球?qū)醢?、斜面的壓力如何變化？θ?021/6/2718θβGFN1FN2F2θF1θGFN1FN2F2θF1θGFN1FN2F2θF1θGFN22021/6/2719點(diǎn)評(píng)：合力的大小、方向不變，一個(gè)分力的方向不變，則當(dāng)兩分力垂直時(shí)，另一分力有最小值。這是用三角形法則求物體的動(dòng)態(tài)平衡。θG由力作用的相互性可得：對(duì)擋板壓力先減小后增大,對(duì)斜面的壓力始終減小。2021/6/2720例3、光滑的半球固定在水平地面上，球心正上方有一滑輪，輕繩的一端系一小球靠在半球上，另一端繞過(guò)定滑輪后用力拉住，使小球靜止，如圖3所示，現(xiàn)緩慢地拉繩，在使小球沿球面上移過(guò)程中，半球?qū)π∏虻闹С至和繩對(duì)小球的拉力T的大小變化情況如何？2021/6/2721GFNF拉2021/6/2722點(diǎn)評(píng)：合力大小方向不變，力的矢量三角形與幾何三角形相似。T變小,N保持不變。2021/6/2723思考題：如圖所示中OA為彈性輕繩，其一端固定于天花板上的O點(diǎn)，另一端與水平地面上的滑塊A相連．B為緊挨繩的一光滑水平小釘，它到天花板的距離BO等于彈性繩的自然長(zhǎng)度?，F(xiàn)用一水平力F作用于A