《2018-2019高中物理 第三章 研究物體間的相互作用 第五節(jié) 共點力的平衡條件課件 粵教版必修1.ppt》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2018-2019高中物理 第三章 研究物體間的相互作用 第五節(jié) 共點力的平衡條件課件 粵教版必修1.ppt(23頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、第五節(jié) 共點力的平衡條件,第三章 研究物體間的相互作用,[學(xué)習(xí)目標] 1.理解共點力作用下物體的平衡狀態(tài). 2.知道共點力的平衡條件. 3.掌握共點力作用下物體的平衡問題的處理方法.,內(nèi)容索引,,自主預(yù)習(xí) 預(yù)習(xí)新知 夯實基礎(chǔ),重點探究 啟迪思維 探究重點,達標檢測 檢測評價 達標過關(guān),自主預(yù)習(xí),共點力的平衡條件 1.平衡狀態(tài):物體處于 或保持 的狀態(tài). 2.共點力的平衡:物體如果受到 力的作用且處于 狀態(tài). 3.平衡條件:(1)定義:為了使物體保持 狀態(tài),作用在物體上的力所必須滿足的條件. (2)共點力作用下的平衡條件:所受合外力為 . 4.二力平衡的條件:兩個共
2、點力大小 、方向 .,靜止,勻速直線運動,共點,平衡,平衡,零,相等,相反,[即學(xué)即用] 判斷下列說法的正誤. (1)當物體的速度為零時,物體一定處于平衡狀態(tài).( ) (2)沿光滑斜面下滑的物體處于平衡狀態(tài).( ) (3)物體所受合外力為零時,就一定處于平衡狀態(tài).( ),答案,,,√,重點探究,一、共點力的平衡,[導(dǎo)學(xué)探究] (1)物體在兩個共點力作用下處于平衡狀態(tài),這兩個力有什么關(guān)系? 答案 兩個共點力等大反向. (2)物體在三個共點力作用下處于平衡狀態(tài),這三個力有什么關(guān)系? 答案 三個共點力作用下處于平衡狀態(tài),其中兩個力的合力與第三個力等大反向.,答案,[知識深化] 共點力的
3、平衡 1.平衡條件:合外力等于0,即F合=0. 2.推論 (1)二力平衡:若物體在兩個共點力作用下處于平衡狀態(tài),則這兩個力一定等大、反向. (2)三力平衡:若物體在三個共點力作用下處于平衡狀態(tài),則任意兩個力的合力與第三個力等大、反向. (3)多力平衡:若物體在n個共點力作用下處于平衡狀態(tài),則其中任意n-1個力的合力必定與第n個力等大、反向.,例1 如圖1,用相同的彈簧秤將同一個重物m分別按甲、乙、丙三種方式懸掛起來,彈簧秤的讀數(shù)分別是F1、F2、F3、F3、F4,設(shè)θ=30,則有,答案,解析,A.F4最大 B.F3=F2 C.F2最大 D.F1比其他各彈簧秤讀數(shù)都小,圖1,√,解析 對m分別進
4、行受力分析,如圖, 根據(jù)三力平衡條件,三力中任意兩個力的合力與第三個力等大反向,結(jié)合幾何關(guān)系,F4=mg,因此F2最大,故選C.,答案,解析,針對訓(xùn)練1 如圖2所示,物體M在斜向右下方的推力F作用下,在水平地面上恰好做勻速運動,則推力F和物體M受到的摩擦力的合力方向 A.豎直向下 B.豎直向上 C.斜向下偏左 D.斜向下偏右,圖2,解析 物體M受四個力作用(如圖所示),支持力FN和重力G的合力一定在豎直方向上,由平衡條件知,摩擦力f和推力F的合力與支持力FN和重力G的合力必定等大反向,故f與F的合力方向豎直向下.,√,二、利用正交分解法求解共點力的平衡問題,正交分解法求解共點力的平衡問題的
5、步驟 1.建立坐標軸:以研究對象為坐標原點,直角坐標系x軸和y軸的選擇應(yīng)使盡量多的力落在坐標軸上. 2.正交分解各力:將每一個不在坐軸上的力分解到x軸和y軸上,并求出各分力的大小.,4.解方程.,例2 如圖3所示,質(zhì)量為m的物體在恒力F的作用下,沿水平天花板向右做勻速直線運動.力F與水平方向的夾角為θ,重力加速度為g.則物體與天花板間的動 摩擦因數(shù)μ=____________.,答案,圖3,解析 對物體受力分析,將推力F正交分解,如圖所示, 根據(jù)共點力平衡條件得: 水平方向:Fcos θ-f=0 豎直方向:Fsin θ-FN-mg=0 由f=μFN,,解析,答案,解析,針對訓(xùn)練2 如圖4所示,
6、放在斜面上的物體受到垂直于斜面向上的力F作用而使物體始終保持靜止.當力F逐漸減小,則物體受到的斜面的摩擦力 A.保持不變 B.逐漸減小 C.逐漸增大 D.以上三種均有可能,圖4,√,解析 對物體受力分析,物體受重力、支持力、靜摩擦力和拉力,如圖所示: 因為物體始終靜止,處于平衡狀態(tài),合力一直為零,根據(jù)平衡條件,有: 平行斜面方向:f=Gsin θ,G和θ保持不變,故摩擦力f保持不變.,正交分解時坐標系選取的原則和方法 1.原則:應(yīng)使盡量多的力在坐標軸上,從而少分解力. 2.方法 (1)研究水平面上的物體:通常沿水平方向和豎直方向建立坐標軸. (2)研究斜面上的物體:通常沿斜面方
7、向和垂直斜面方向建立坐標軸. (3)研究物體在桿或繩的作用下轉(zhuǎn)動:通常沿桿(繩)的方向和垂直桿(繩)的方向建立坐標軸.,達標檢測,1,2,3,4,1.(共點力的平衡的理解)(多選)下列物體中處于平衡狀態(tài)的是 A.靜止在粗糙斜面上的物體 B.沿光滑斜面下滑的物體 C.在平直路面上勻速行駛的汽車 D.做自由落體運動的物體在剛開始下落的瞬間 解析 在共點力的作用下,物體如果處于平衡狀態(tài),則從運動狀態(tài)來說,物體保持靜止或者勻速直線運動狀態(tài),加速度為零;物體在某一時刻的速度為零,并不等同于這個物體保持靜止,如果具有加速度,則在下一瞬間就不是靜止了,由于B、D選項情景中的物體都具有加速度,故不是平衡狀態(tài);
8、 A、C選項情景中的物體加速度為零,故為平衡狀態(tài).,答案,√,√,解析,2.(簡單的共點力的平衡問題)(多選)如圖5甲、乙、丙所示,三個物塊質(zhì)量相同且均處于靜止狀態(tài).若彈簧秤、繩和滑輪的重力均不計,繩與滑輪、物塊與半球面間的摩擦均不計,在圖甲、乙、丙三種情況下,彈簧秤的讀數(shù)分別是F1、F2、F3,則,解析,圖5,A.F1>F2 B.F1>F3 C.F1=F3 D.F2>F3,答案,√,√,1,2,3,4,1,2,3,4,解析 題圖甲中物塊靜止,彈簧秤的拉力F1=mg; 題圖乙中以物塊為研究對象,物塊受力情況如圖(a)所示.,題圖丙中以動滑輪為研究對象,滑輪受力情況如圖(b)所
9、示. 由幾何知識得F3=mg. 故F3=F1>F2,故選A、C.,3.(力的正交分解法)(多選)如圖6所示,放在水平面上的物體A用輕繩通過光滑定滑輪連接另一物體B并靜止,這時A受到水平面的支持力為FN,摩擦力為f,若把A水平向右移動一些后,A仍靜止,則 A.FN將增大 B.f將增大 C.輕繩拉力將減小 D.物體A所受合力將增大,答案,解析,√,1,2,3,4,圖6,√,1,2,3,4,解析 物體A受力情況如圖所示,A、B系統(tǒng)處于靜止狀態(tài),繩子的拉力不變,始終等于B的重力,即FT=mBg,A所受合力為零,故C、D均錯; 當A水平向右移動時,θ角減小,F(xiàn)N=mAg-FTsin θ,f=FTcos θ,由此可得,F(xiàn)N、f均增大,所以A、B正確.,4.(正交分解處理平衡問題)如圖7所示,一個質(zhì)量為m、橫截面為直角三角形的物塊ABC,∠ABC=α,AB邊靠在豎直墻上,F(xiàn)是垂直于斜面BC的推力,現(xiàn)物塊靜止不動,重力加速度為g,求物塊受到的摩擦力和彈力的大小.,答案,解析,1,2,3,4,圖7,答案 Fsin α+mg Fcos α,解析 對物塊進行受力分析,并將物塊所受各力正交分解,水平方向建立x軸,豎直方向建立y軸,如圖所示. 由平衡條件,得f=Fsin α+mg,F(xiàn)N=Fcos α.,