《高三物理总复习2.3力的平衡及其应用课件鲁科》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高三物理总复习2.3力的平衡及其应用课件鲁科（34页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第三节力的平衡及其应用第三节力的平衡及其应用基础知识梳理基础知识梳理一、共点力的平衡一、共点力的平衡1共共点点力力：力力的的作作用用点点在在物物体体上上的的_或或力力的的_交交于于一一点点的的几几个个力力叫叫做做共共点点力力能能简化化成成质点点的的物物体体受受到到的的力力可可以以视为共共点力点力2 平平 衡衡 状状 态 ： 物物 体体 处 于于 _状状 态 或或_状状态，叫叫做做平平衡衡状状态(该状状态下物体的加速度下物体的加速度为零零)同一点同一点延延长线静止静止匀速直匀速直线运运动合外力合外力0思考感悟思考感悟竖直直上上抛抛运运动在在最最高高点点时速速度度为零零，此此时物物体体是是处于平衡
2、状于平衡状态吗？提示：提示：不是速度不是速度为零，但合外力不零，但合外力不为零零二、平衡条件的推二、平衡条件的推论1二力平衡二力平衡如如果果物物体体在在两两个个共共点点力力的的作作用用下下处于于平平衡衡状状态，这两两个个力力必必定定大大小小_，方方向向_，为一一对_2三力平衡三力平衡如如果果物物体体在在三三个个共共点点力力的的作作用用下下处于于平平衡衡状状态，其其中中任任意意两两个个力力的的_一一定定与与第第三三个个力力大大小小_、方向、方向_3多力平衡多力平衡如如果果物物体体受受多多个个力力作作用用处于于平平衡衡状状态，其其中中任任何何一一个个力力与与其其余余力力的的_大大小小_，方方向向_
3、相等相等相反相反平衡力平衡力合力合力相等相等相反相反合力合力相等相等相反相反课堂互动讲练课堂互动讲练一、解决共点力平衡问题的常用方法一、解决共点力平衡问题的常用方法方法方法内容内容分解法分解法物体受到几个力的作用，将某一个力按物体受到几个力的作用，将某一个力按力的效果力的效果进行分解，行分解，则其分力和其他力其分力和其他力在所分解的方向上在所分解的方向上满足平衡条件足平衡条件合成法合成法物体受几个力的作用，通物体受几个力的作用，通过合成的方法合成的方法将它将它们简化成两个力，化成两个力，这两个力两个力满足二足二力平衡条件力平衡条件方法方法内容内容正交分正交分解法解法将将处于平衡状于平衡状态的物
4、体所受的力，分解的物体所受的力，分解为相互正交的两相互正交的两组，每一，每一组的力都的力都满足二力足二力平衡条件平衡条件力的三力的三角形法角形法物体受同一平面内三个互不平行的力的作物体受同一平面内三个互不平行的力的作用平衡用平衡时，这三个力的矢量箭三个力的矢量箭头首尾相接，首尾相接，构成一个矢量三角形，反之，若三个力的构成一个矢量三角形，反之，若三个力的矢量箭矢量箭头首尾相接恰好构成三角形，首尾相接恰好构成三角形，则这三个力的合力必三个力的合力必为零，利用三角形定零，利用三角形定则，根据正弦定理、余弦定理或相似三角形等根据正弦定理、余弦定理或相似三角形等数学知数学知识可求解未知力可求解未知力方
5、法方法内容内容图解法解法对研究研究对象在状象在状态变化化过程中的若干状程中的若干状态进行受力分析，依据某一参量的行受力分析，依据某一参量的变化，在化，在同一同一图中作出物体在若干状中作出物体在若干状态下力的平衡下力的平衡图(力的平行四力的平行四边形形)，再由，再由动态力的平行力的平行四四边形各形各边长度度变化及角度化及角度变化确定力的化确定力的大小及方向的大小及方向的变化情况化情况相似三相似三角形法角形法通常通常寻找的是一个力的矢量三角形与几何找的是一个力的矢量三角形与几何边长三角形相似，当三角形相似，当题目中告目中告诉一些一些边长关系关系时往往要用往往要用这种方法但种方法但这种方法种方法仅能
6、能处理三力平衡理三力平衡问题名名师点点睛睛：图解解分分析析法法和和相相似似三三角角形形法法是是解解决决三三力力平平衡衡动态问题的的最最常常用用的的方方法法，矢矢量量三三角角形形的的一一边、一一角角恒恒定定时用用图解解分分析析法法；矢矢量量三三角角形形的的角角度度都都发生生变化化，但但已已知知几几何何边长关关系系时用用相相似似三角形法三角形法即即时应用用1(2010年高考江苏卷年高考江苏卷)如图如图231所示，置于所示，置于水平地面的三脚架上固定着一质量为水平地面的三脚架上固定着一质量为m的照相机的照相机三脚架的三根轻质支架等长，与竖直方向均成三脚架的三根轻质支架等长，与竖直方向均成30角，则每
7、根支架中承受的压力大小为角，则每根支架中承受的压力大小为()图图231二、共点力平衡问题解题的一般步骤二、共点力平衡问题解题的一般步骤1选取研究对象选取研究对象根据题目要求，选取某物体根据题目要求，选取某物体(整体或局部整体或局部)作为研究对作为研究对象，在平衡问题中，研究对象常有三种情况：象，在平衡问题中，研究对象常有三种情况：(1)单个物体若是有关共点力平衡的问题，可以将单个物体若是有关共点力平衡的问题，可以将物体受到的各个力的作用点全都画到物体的几何中物体受到的各个力的作用点全都画到物体的几何中心上；否则各个力的作用点不能随便移动，应画在心上；否则各个力的作用点不能随便移动，应画在实际作
8、用位置上实际作用位置上(2)多个物体多个物体(系统系统)在分析外力对系统的作用时，用在分析外力对系统的作用时，用整体法；在分析系统内各物体间的相互作用时，用整体法；在分析系统内各物体间的相互作用时，用隔离法，其关键是找物体之间的联系，相互作用力隔离法，其关键是找物体之间的联系，相互作用力是它们相互联系的纽带是它们相互联系的纽带(3)几个物体的结点几根绳或绳和棒之间的结点常几个物体的结点几根绳或绳和棒之间的结点常常是平衡问题的研究对象常是平衡问题的研究对象2分析研究对象的受力情况，并作出受力图分析研究对象的受力情况，并作出受力图(1)确定物体受到哪些力的作用，不能添力，也不能确定物体受到哪些力的
9、作用，不能添力，也不能漏力受力分析通常按重力、弹力、摩擦力等顺序漏力受力分析通常按重力、弹力、摩擦力等顺序来分析来分析(2)准确画出受力示意图，力的示意图关键是力的方准确画出受力示意图，力的示意图关键是力的方向要确定，要养成准确画图的习惯向要确定，要养成准确画图的习惯3选取研究方法选取研究方法合成法或分解法合成法或分解法在解题中是采用合成法还是分解法应视具体问题在解题中是采用合成法还是分解法应视具体问题而定，通常利用正交分解法求解平衡问题而定，通常利用正交分解法求解平衡问题4利用平衡条件建立方程并求解利用平衡条件建立方程并求解(1)利用合成法分析问题时，其平衡方程为：利用合成法分析问题时，其平
10、衡方程为：F合合0.(2)利用分解法特别是正交分解法分析平衡问题时，利用分解法特别是正交分解法分析平衡问题时，其平衡方程为：其平衡方程为：Fx0，Fy0.(3)关于坐标轴的选取，一般选外力多的方向为坐关于坐标轴的选取，一般选外力多的方向为坐标轴，使力的分解个数少，简化计算标轴，使力的分解个数少，简化计算名名师点点睛睛：(1)物物体体受受三三个个力力平平衡衡时，利利用用力力的的合成法比合成法比较简单(2)解解平平衡衡问题建建立立坐坐标系系时应使使尽尽可可能能多多的的力力与与坐坐标轴重重合合，使使需需要要分分解解的的力力最最少少物物体体受受四个以上的力作用四个以上的力作用时一般要采用正交分解法一般
11、要采用正交分解法(3)对力的大小定性分析力的大小定性分析时，一般要用，一般要用图解法解法经典题型探究经典题型探究题型一题型一图解法求解动态平衡问题图解法求解动态平衡问题 如图如图232所示，把球夹在竖直墙面所示，把球夹在竖直墙面AC和木板和木板BC之间，不计摩擦，球对墙的压力为之间，不计摩擦，球对墙的压力为N1，球对板的压力为，球对板的压力为N2，在将板，在将板BC逐渐放至水逐渐放至水平的过程中，下列说法正确的是平的过程中，下列说法正确的是()例例例例1 1图图232AN1和和N2都增大都增大BN1和和N2都减小都减小CN1增大，增大，N2减小减小DN1减小，减小，N2增大增大【思思路路点点拨
12、】画画出出某某一一状状态的的受受力力分分析析图，研研究究变量量和和不不变量量，寻找找平平行行四四边形形(矢矢量量三三角角形形)边角角变化情况化情况【解解析析】此此为一一动态平平衡衡问题受受力力情情况况虽有有变化，但球始化，但球始终处于平衡状于平衡状态对球球受受力力分分析析如如图233所所示示，受受重重力力G、墙对球球的的支支持持力力N1和和板板对球球的的支支持持力力N2而而平平衡衡作出作出N1和和N2的合力的合力F，它与，它与G等大反向等大反向图233当当板板BC逐逐渐放放至至水水平平的的过程程中中，N1的的方方向向不不变，大大小小逐逐渐减减小小，N2的的方方向向发生生变化化，大大小小也也逐逐
13、渐减减小小；由由牛牛顿第第三三定定律律可可知知：N1N1，N2N2，故，故选项B正确正确【答案答案】B【规律律总结】判判断断动态平平衡衡中中各各力力的的变化化情情况况是是一一种种常常见题型型总结其其特特点点有有：合合力力大大小小和和方方向向都都不不变；一一个个分分力力的的方方向向不不变，分分析析另另一一个个分分力力方方向向变化化时两两个个分分力力大大小小的的变化化情情况况用用图解解法具有法具有简单、直、直观的的优点点题型二题型二相似三角形法解平衡问题相似三角形法解平衡问题 一轻杆一轻杆BO，其，其O端用光滑铰链铰于固定端用光滑铰链铰于固定竖直杆竖直杆AO上，上，B端挂一重物，且系一细绳，细端挂
14、一重物，且系一细绳，细绳跨过杆顶绳跨过杆顶A处的光滑小滑轮，用力处的光滑小滑轮，用力F拉住，如拉住，如图图234所示现将细绳缓慢往左拉，使杆所示现将细绳缓慢往左拉，使杆BO与杆与杆AO间的夹角间的夹角逐渐减小，则在此过程中，逐渐减小，则在此过程中，拉力拉力F及杆及杆OB所受压力所受压力N的大小变化情况是的大小变化情况是()例例例例2 2图图234AN先减小，后增大先减小，后增大BN始始终不不变CF先减小，后增大先减小，后增大DF始始终不不变【思思路路点点拨】以以B点点受受力力分分析析画画出出力力的的平平行行四四边形形，利利用用与与原原几几何何图形形相相似似的的特特点点列列方方程程求求解解【解解
15、析析】取取BO杆杆的的B端端为为研研究究对对象象，受受到到绳绳子子拉拉力力(大大小小为为F)、BO杆杆的的支支持持力力N和和悬悬挂挂重重物物的的绳绳子子的的拉拉力力(大大小小为为G)的的作作用用，将将N与与G合合成成，其其合合力力与与F等等值值反反向向，如如图图235所所示示，得得到到一一个个力力三三角角形形(如如图图中中画画斜斜线线部部分分)，此此力力三三角角形形与与几几何何三三角角形形OBA相相似似，可可利利用用相相似似三三角角形形对对应边成比例来解应边成比例来解图图235【答案答案】B【规律律总结】相相似似三三角角形形法法也也是是解解平平衡衡问题的的常常用用方方法法此此类问题的的特特点点
16、是是在在原原几几何何图形形中中有有固固定定边长，受受力力分分析析的的力力的的矢矢量量三三角角形形与与几几何何图形相似形相似 (满分样板满分样板14分分)物体的质量为物体的质量为2 kg，两根，两根轻细绳轻细绳AB和和AC的一端连接于竖直墙上，另一端系的一端连接于竖直墙上，另一端系于物体上，在物体上另施加一个方向与水平线成于物体上，在物体上另施加一个方向与水平线成角的拉力角的拉力F，相关几何关系如图，相关几何关系如图236所示，所示，60，若要使绳都能伸直，求拉力，若要使绳都能伸直，求拉力F的大小范围的大小范围(g取取10 m/s2)例例例例3 3题型三题型三平衡中的临界与极值问题平衡中的临界与
17、极值问题图图236【思思路路点点拨】解解决决此此题的的关关键是是思思考考以以下下两两问题：(1)物物体体受受到到几几个个力力的的作作用用，需需要要用用矢矢量量三三角角形形法法还是用正交分解法解决是用正交分解法解决问题？(2)若若要要使使两两绳都都伸伸直直，则必必须保保证两两绳的的拉拉力力符符合什么合什么临界条件？界条件？解解题样板板作作出出物物体体A受受力力分分析析图如如图237所所示示，由由平平衡条件得衡条件得图237【规律律总结】解解决决此此类问题的的关关键是是通通过审题，挖挖掘掘出出临界界条条件件作作为解解决决问题的的突突破破口口解解答答平平衡衡物物体体的的临界界问题时常常用用假假设法法
18、，运运用用假假设法法的的基基本本步步骤是是：明明确确研研究究对象象；画画受受力力图；假假设可可能能发生生的的临界界现象象；列列出出满足所足所发生的生的临界界现象的平衡方程求解象的平衡方程求解9、静夜四无邻，荒居旧业贫。2024/9/212024/9/21Saturday, September 21, 202410、雨中黄叶树，灯下白头人。2024/9/212024/9/212024/9/219/21/2024 8:16:54 AM11、以我独沈久，愧君相见频。2024/9/212024/9/212024/9/21Sep-2421-Sep-2412、故人江海别，几度隔山川。2024/9/2120
19、24/9/212024/9/21Saturday, September 21, 202413、乍见翻疑梦，相悲各问年。2024/9/212024/9/212024/9/212024/9/219/21/202414、他乡生白发，旧国见青山。21 九月 20242024/9/212024/9/212024/9/2115、比不了得就不比，得不到的就不要。九月 242024/9/212024/9/212024/9/219/21/202416、行动出成果，工作出财富。2024/9/212024/9/2121 September 202417、做前，能够环视四周；做时，你只能或者最好沿着以脚为起点的射线向
20、前。2024/9/212024/9/212024/9/212024/9/219、没有失败，只有暂时停止成功！。2024/9/212024/9/21Saturday, September 21, 202410、很多事情努力了未必有结果，但是不努力却什么改变也没有。2024/9/212024/9/212024/9/219/21/2024 8:16:54 AM11、成功就是日复一日那一点点小小努力的积累。2024/9/212024/9/212024/9/21Sep-2421-Sep-2412、世间成事，不求其绝对圆满，留一份不足，可得无限完美。2024/9/212024/9/212024/9/21S
21、aturday, September 21, 202413、不知香积寺，数里入云峰。2024/9/212024/9/212024/9/212024/9/219/21/202414、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。21 九月 20242024/9/212024/9/212024/9/2115、楚塞三湘接，荆门九派通。九月 242024/9/212024/9/212024/9/219/21/202416、少年十五二十时，步行夺得胡马骑。2024/9/212024/9/2121 September 202417、空山新雨后，天气晚来秋。2024/9/212024/9/212024/9
22、/212024/9/219、杨柳散和风，青山澹吾虑。2024/9/212024/9/21Saturday, September 21, 202410、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。2024/9/212024/9/212024/9/219/21/2024 8:16:54 AM11、越是没有本领的就越加自命不凡。2024/9/212024/9/212024/9/21Sep-2421-Sep-2412、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。2024/9/212024/9/212024/9/21Saturday, September 21, 202413、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强
23、。2024/9/212024/9/212024/9/212024/9/219/21/202414、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。21 九月 20242024/9/212024/9/212024/9/2115、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。九月 242024/9/212024/9/212024/9/219/21/202416、业余生活要有意义，不要越轨。2024/9/212024/9/2121 September 202417、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。2024/9/212024/9/212024/9/212024/9/21MOMODA POWERPOINTLorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit. Fusce id urna blandit, eleifend nulla ac, fringilla purus. Nulla iaculis tempor felis ut cursus. 感感 谢谢 您您 的的 下下 载载 观观 看看专家告诉
