教科版必修一4.1《共点力作用下物体的平衡》PPT课件5

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1、共点力作用下共点力作用下的的平平 衡衡 几个力如果作用在物体的同一点,或者它们的作几个力如果作用在物体的同一点,或者它们的作几个力如果作用在物体的同一点,或者它们的作几个力如果作用在物体的同一点,或者它们的作用线相交于一点,这几个力叫做共点力用线相交于一点,这几个力叫做共点力用线相交于一点,这几个力叫做共点力用线相交于一点,这几个力叫做共点力. . . .一、平衡状态一、平衡状态一、平衡状态一、平衡状态1.1.1.1.共点力:共点力:共点力:共点力:2 2 2 2平衡状态:平衡状态:平衡状态:平衡状态: 一个物体在共点力的作用下,如果一个物体在共点力的作用下,如果保持保持静止静止或做或做匀速匀

2、速直线运动直线运动的状态。的状态。 思考:思考:思考:思考:物体某时刻速度为零,能否说物体某时刻速度为零,能否说物体某时刻速度为零,能否说物体某时刻速度为零,能否说物体处于平衡物体处于平衡状态?状态? 不能!不能!不能!不能!如做竖直上抛运动的物体在到达顶点的时刻,如做竖直上抛运动的物体在到达顶点的时刻,如做竖直上抛运动的物体在到达顶点的时刻,如做竖直上抛运动的物体在到达顶点的时刻,速度为零,但物体受力不速度为零,但物体受力不速度为零,但物体受力不速度为零,但物体受力不平衡。平衡。两力等大、反向,作用在同一物体、同一直线上。两力等大、反向,作用在同一物体、同一直线上。 二、共点力作用下物体的平

3、衡条件二、共点力作用下物体的平衡条件二力的合力为零二力的合力为零 ,即:,即:F F合合= 0= 02.2.2.2.三力(多力)平衡条件三力(多力)平衡条件 : 将其中两个(或多个)力用一个力来代替,同样符合将其中两个(或多个)力用一个力来代替,同样符合二力平衡条件。二力平衡条件。G GF FN N据力的等效替代原理:据力的等效替代原理: F F合合 = 0= 0 任意两个力的合力与第三个力等大,反向,作用在任意两个力的合力与第三个力等大,反向,作用在同一直线上。同一直线上。F F1 1F F2 2F F3 3F F12121.1.1.1.二力平衡条件:二力平衡条件: 1 1、物体在共点力的作

4、用下,下述正确的是(、物体在共点力的作用下,下述正确的是( ) A A、物体的速度在某、物体的速度在某 一时刻等于零,物体就一定处于一时刻等于零,物体就一定处于平衡状态平衡状态 . . B B、物体相对另一物体保持静止时,物体一定处于平、物体相对另一物体保持静止时,物体一定处于平衡状态衡状态 . . C C、物体处于平衡状态,合外力一定为零、物体处于平衡状态,合外力一定为零 . . D D、物体所受合外力为零,就一定处于平衡状态、物体所受合外力为零,就一定处于平衡状态 . .C DC D练习:练习:2 2、物体在五个共点力的作用下向东做匀速直线运动,撤、物体在五个共点力的作用下向东做匀速直线运

5、动,撤去其中方向向东的力去其中方向向东的力F F1 1,而保持其余四个力不变,则物,而保持其余四个力不变,则物体(体( ) A A、继续保持向东做匀速直线运动、继续保持向东做匀速直线运动. . B B、向东做加速直线运动、向东做加速直线运动. . C C、向西做加速直线运动、向西做加速直线运动. D. D、向东做减速直线运动、向东做减速直线运动. .D D解法一:合成法解法一:合成法 F FN NF F合合F F = =F F合合= = F FN N = = G G tantanF F例例1 1:如图如图, ,一个重为一个重为G G的圆球的圆球, ,被一段细绳挂在竖直光滑被一段细绳挂在竖直光滑

6、墙上墙上, ,绳与竖直墙的夹角为绳与竖直墙的夹角为,则绳子的拉力和墙壁对,则绳子的拉力和墙壁对球的弹力各是多少?球的弹力各是多少?G G 任意两个力的合力与第三个力等大,任意两个力的合力与第三个力等大,反向,作用在同一直线上。反向,作用在同一直线上。x xy y0 0解法二:正交分解法解法二:正交分解法F Fy yF Fx x x x方向平衡方向平衡: : F FN N F.F.sinsin= 0= 0 y y方向平衡方向平衡: : F.F.coscos G = G = 0 0 解得:解得: F F = =G/G/cosacosa F FN N = = G.G.tan正交分解情况下,平衡条件可

7、表示为正交分解情况下,平衡条件可表示为两个分方向的平衡:两个分方向的平衡: F Fx x=0=0, F Fy y=0=0x xy y0 0例例2:2:质量为质量为3kg3kg的物体的物体A A悬挂在水平支架上,悬线与竖悬挂在水平支架上,悬线与竖直墙壁的夹角为直墙壁的夹角为6060,悬绳受到的拉力和轻杆受到的,悬绳受到的拉力和轻杆受到的压力分别是多大?压力分别是多大? F= GF= GF F1 1F F2 230300 0利用正交分解法解题的的一般步骤:利用正交分解法解题的的一般步骤: 1 1、分析物体的受力情况;分析物体的受力情况;2 2、建立直角坐标系;建立直角坐标系;坐标系建立原则:坐标系

8、建立原则:使尽量多的力在坐标轴上。使尽量多的力在坐标轴上。3 3、把不在坐标上的力沿直角坐标分解;、把不在坐标上的力沿直角坐标分解;4 4、列平衡方程,求解。、列平衡方程,求解。竖直平衡:竖直平衡:F F2 2.sin30 .sin30 0 0-G -G = 0= 0水平平衡:水平平衡:F F2 2.cos30.cos300 0 -F -F = = 0 0 例例3:3:光滑小球的质量为光滑小球的质量为3kg3kg,放在倾角为放在倾角为3030的斜面上。的斜面上。求:线对小球的拉力和斜面的支持力分别是多大?求:线对小球的拉力和斜面的支持力分别是多大?G Gx xy yo oF FT TG Gy

9、y F FN N G Gx xX X方向平衡:方向平衡: F FT T- -G Gsinsin= 0= 0Y Y方向平衡:方向平衡: F FN N- -G Gcoscos= 0= 01 1、分析物体的受力情况;分析物体的受力情况;2 2、建立直角坐标系;建立直角坐标系;3 3、把不在坐标上的力沿直角坐标分解;、把不在坐标上的力沿直角坐标分解;4 4、列平衡方程,求解。、列平衡方程,求解。坐标系建立原则:坐标系建立原则:使尽量多的力在坐标轴上。使尽量多的力在坐标轴上。F F6060例例4 4:重力重力G G = 400N= 400N的物体在水平力的物体在水平力F F =400N=400N的作用下

10、,的作用下,沿倾角沿倾角=60=60的斜面匀速下滑。的斜面匀速下滑。求:斜面对物体的支持力和与斜面间的动摩擦因数求:斜面对物体的支持力和与斜面间的动摩擦因数. . . .x x x x方向平衡方向平衡方向平衡方向平衡: : : : G G sinsin- -F F coscos- -f f = = 0 0坐标系建立原则:坐标系建立原则: 尽量不要分解未知力。尽量不要分解未知力。y y y y方向平衡方向平衡方向平衡方向平衡: : : : F FN N G G coscos- -F Fsinsin= 0= 0 f = f = FFN NF FF FN NG Gf fy yx xF FF FN N

11、G Gf fy yx x 练习、练习、某公园要在儿童乐园中建一座滑梯,已知斜某公园要在儿童乐园中建一座滑梯,已知斜面与物体间滑动摩擦因数面与物体间滑动摩擦因数= 0.75= 0.75,那么倾角,那么倾角至少要至少要多少度儿童在斜面上才多少度儿童在斜面上才可以由静止开始滑下?可以由静止开始滑下? 答案:答案:倾角倾角至少要至少要3737。要多少度?要多少度?物体刚能匀速下滑时:物体刚能匀速下滑时:=tantan小结:小结:用正交分解法解共点力平衡问题的基本步骤:用正交分解法解共点力平衡问题的基本步骤:选取研究对象选取研究对象 1 1、对研究对象进行受力分析、对研究对象进行受力分析2 2、建立适当的坐标,、建立适当的坐标,3 3、对力进行分解、对力进行分解4 4、根据平衡条件列方程、根据平衡条件列方程( (平衡关系平衡关系) )求解求解坐标系建立原则:使尽量多的力在坐标轴上。坐标系建立原则:使尽量多的力在坐标轴上。坐标系建立原则:坐标系建立原则: 尽量不要分解未知力。尽量不要分解未知力。

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