共點力平衡專題課件

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1、單擊此處編輯母版標題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,編輯版pppt,*,共點力平衡,F1,F2,F3,x,y,O,F2y,F1y,F3y,F3x,F1x,F2X,1,編輯版pppt,共點力平衡F1F2F3xyOF2yF1yF3yF3xF1xF,地球周圍受重力，繞物一周找彈力,考慮有無摩擦力，其他外力細分析,合力分力不重復，只畫受力拋施力,受力分析的步驟,一、復習回顧：,什么是,物體,的,受力分析,？,研究對象,找出力的個數(shù)和方向，根據(jù)狀態(tài)求解大小,受到的力而不是被其他物體施加的力,2,編輯版pppt,地球周圍受重力，繞物一周找彈力受力分析的步驟一、復習回顧：

2、什,如圖所示，豎直放置的輕彈簧一端固定在地面上，另一端與斜面體,P,相連，,P,與斜放在其上的固定檔板,MN,接觸且處于靜止狀態(tài)，則斜面體,P,此刻受到的外力的個數(shù)有可能是（）,A,、,2,個,B,3,個,C,4,個,D,、,5,個,AC,練一練：,3,編輯版pppt,如圖所示，豎直放置的輕彈簧一端固定在地面上，另一端與斜面體P,如圖所示，兩個等大、反向的水平力,F,分別作用在物體,A,和,B,上，,A,、,B,兩物體均處于靜止狀態(tài)。若各接觸面與水平地面平行，則,A,、,B,兩物體各受幾個力,(,),A,3,個、,4,個,B,4,個、,4,個,C,4,個、,5,個,D,4,個、,6,個,C,如

3、圖所示，物體,A,靠在豎直墻面上，在力,F,作用下，,A,、,B,保持靜止物體,B,的受力個數(shù)為,(,),A,2B,3,C,4 D,5,C,先整體后隔離,練一練：,4,編輯版pppt,如圖所示，兩個等大、反向的水平力F分別作用在物體A和B上，A,解析：以,A,為研究對象，受力情況如下圖甲所示，此時，墻對物體,A,沒有支持力,(,此結論可利用整體法得出,),再以,B,為研究對象，結合牛頓第三定律，其受力情況如上圖乙所示，即要保持物體,B,平衡，,B,應受到重力、壓力、摩擦力、力,F,四個力的作用，,5,編輯版pppt,解析：以A為研究對象，受力情況如下圖甲所示，此時，墻對物體A,二、共點力平衡：

4、,概,念,受到幾個共點力并處于,平衡狀態(tài),的物體，求其受力情況或平衡條件的相關問題。它也是受力分析問題的一種。,解題思路,1.,分析物體的受力特點；,2.,根據(jù)題意，畫出受力分析示意圖；,3.,根據(jù)物體所處的狀態(tài)列平衡方程求解。,平衡狀態(tài)速度,一定為,0,么？,什么是平衡狀態(tài)？,F=0,或,a=0,6,編輯版pppt,二、共點力平衡：概念受到幾個共點力并處于平衡狀態(tài)的物體，求,三、常見應用題型：,3.,以,系統(tǒng)平衡,為載體的命題。,1.,以,靜態(tài)平衡,為載體的命題；,2.,以,動態(tài)平衡,為載體的命題；,平衡模型,模型規(guī)律,平衡條件,平衡方程,【,解題策略,】,7,編輯版pppt,三、常見應用題

5、型：3.以系統(tǒng)平衡為載體的命題。1.以靜態(tài)平衡,三、常見應用題型：,是指物體或物體系統(tǒng)處于,靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài),，且物體,受到的力的大小、方向都保持不變,。,靜態(tài)平衡模型,解題步驟,應首,先分析,物體的,受力,情況，根據(jù)平衡條件,列出平衡方程,，解方程并對結果進行討論。常用解析法，求力之間的函數(shù)關系。,1.,共點力的作用下,靜態(tài)平衡,8,編輯版pppt,三、常見應用題型：是指物體或物體系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)或勻速直線運,如圖所示，重物的質(zhì)量為,m,，輕繩,AO,與,BO,的,A,端、,B,端是固定的，平衡時,AO,水平、,BO,與水平面夾角為,，則繩,AO,的拉力,F,1,和繩,BO,的拉力

6、,F,2,分別是多大？,1.,共點力的作用下,靜態(tài)平衡,例,1,9,編輯版pppt,如圖所示，重物的質(zhì)量為m，輕繩AO與BO的A端、B端是固定的,圖,10,10,編輯版pppt,10編輯版pppt,如圖所示，,光滑,半球形容器固定在水平面上，,O,為球心一質(zhì)量為,m,的小滑塊，在水平力,F,的作用下靜止于,P,點設滑塊所受支持力為,F,N,，,OP,與水平方向的夾角為,，下列關系正確的是,(,),C,練一練：,11,編輯版pppt,如圖所示，光滑半球形容器固定在水平面上，O為球心一質(zhì)量為m,如圖甲所示，用一個斜向上的拉力,F,作用在箱子上，使箱子在水平地面上勻速運動。已知箱子質(zhì)量為,m,，,F

7、,與水平方向的夾角為,，箱子與地面的動摩擦因數(shù)為,.,求拉力,F,的大小。,例,2,12,編輯版pppt,如圖甲所示，用一個斜向上的拉力 F作用在箱子上，使箱子在水平,如圖所示，有一質(zhì)量為,m,、橫截面為直角三角形的物塊,ABC,，,ABC,，,AB,邊靠在豎直墻面上，,F,是垂直于斜面,BC,的推力若物塊靜止不動，則摩擦力的大小為,(,),A,mg,B,F,sin,C,mg,F,sin,D,不知摩擦因數(shù)，故無法確定,C,練一練：,13,編輯版pppt,如圖所示，有一質(zhì)量為m、橫截面為直角三角形的物塊ABC，A,處理方法,適用條件,合成法,將三個力中的任意兩個力合成，則其合力必與第三個力平衡，

8、即三力平衡問題轉(zhuǎn)化為二力平衡問題,三力,平衡問題,分解法,將其中一個力沿其他兩個力的反方向分解，即三力平衡問題轉(zhuǎn)化為兩個方向上的二力平衡問題,正交,分解法,建立平面直角坐標系，將不在坐標軸上的力進行正交分解，列出,F,x,0,和,F,y,0,進行求解,多共點力平衡問題,處理靜態(tài)平衡問題的常用方法,1.,共點力的作用下,靜態(tài)平衡,三力平衡,多用合成,14,編輯版pppt,處理方法適用條件合成法將三個力中的任意兩個力合成，則其合力必,三、常見應用題型：,是指通過控制某些物理量，使物體的狀態(tài)發(fā)生,緩慢的變化,，而在此過程中物體,始終,處于一系列的,平衡,狀態(tài)。,動態(tài)平衡模型,解題思路,解動態(tài)問題的關

9、鍵是,抓住不變量,，依據(jù)不變的量來確定其他量的變化規(guī)律。,化“動”為“靜”，“靜”中求“動”,。,2.,共點力的作用下,動態(tài)平衡,15,編輯版pppt,三、常見應用題型：是指通過控制某些物理量，使物體的狀態(tài)發(fā)生緩,三、常見應用題型：,動態(tài)平衡的常見問題：,動態(tài)分析,臨界問題,極值分析,2.,共點力的作用下,動態(tài)平衡,16,編輯版pppt,三、常見應用題型：動態(tài)平衡的常見問題：動態(tài)分析臨界問題極值分,物體狀態(tài)發(fā)生,緩慢變化過程中始終處于一系列的平衡狀態(tài),，在問題的描述中常用,“,緩慢,”,等語言敘述。分析研究對象的受力情況，根據(jù),已知力的變化情況確定未知力的大小或方向的變化情況,。,動態(tài)分析問題

10、,2.,共點力的作用下,動態(tài)平衡常見問題,注,意,此處常見三力平衡相關問題，常用,矢量三角形相關的三角函數(shù),來解析力之間的等量關系，或用幾何圖形來輔助分析。,17,編輯版pppt,物體狀態(tài)發(fā)生緩慢變化過程中始終處于一系列的平衡狀態(tài)，在問題的,墻面掛繩變化,如圖所示，一物體質(zhì)量為,m,，被一輕繩懸掛并固定在豎直墻面上，現(xiàn)逐漸縮短繩子長度，問：,1.,繩對物體的拉力如何變化？,2.,墻面對物體的支持力如何變化？,2.,共點力的作用下,動態(tài)平衡常見問題,18,編輯版pppt,墻面掛繩變化如圖所示，一物體質(zhì)量為m，被一輕繩懸掛并固定,G,1,G,2,G,F,T,F,N,墻面掛繩變化,19,編輯版ppp

11、t,G1G2GFT FN 墻面掛繩變化19編輯版pppt,選某一狀態(tài)對物體進行受力分析,將物體受的力按實際效果分解或正交分解,列平衡方程求出未知量與已知量的關系表達式,根據(jù)已知量的變化情況來確定未知量的變化情況,小結：解析法,2.,共點力的作用下,動態(tài)平衡常見問題,解析法,分析研究對象的受力情況，,將力按作用效果分解或正交分解，根據(jù)平衡條件列出方程,，并,推導出未知量的函數(shù)表達式,，再根據(jù)已知量的變化情況結合函數(shù)關系確定未知量的大小或方向的變化情況。,步驟,解析法的使用條件：能夠,輕松的找到,未知量和已知量之間的,函數(shù)關系式,。,20,編輯版pppt,選某一狀態(tài)對物體進行受力分析小結：解析法2

12、.共點力的作用下,G,G,F,N,F,T,F,N,F,T,F,N,F,T,圖解法,墻面掛繩變化,當繩子不斷變短，,F,N,增大,，,F,T,也增大,結論,21,編輯版pppt,GGFNFTFNFTFNFT圖解法墻面掛繩變化當繩,選某一狀態(tài)對物體進行受力分析,根據(jù)平衡條件畫出平行四邊形或三角形,根據(jù)已知量的變化情況，畫出平行四邊形或三角形的邊角變化,確定未知量大小、方向的變化,應用條件,:,合力大小和方向都不變,;,一個分力,的,方向不變,分析另一個分力方向變化時兩個分力大小的變化情況。,用圖解法具有簡單、直觀的優(yōu)點。,圖解法,對研究對象在狀態(tài)變化過程中的若干狀態(tài)進行受力分析,依據(jù)某一參量的變化

13、,在同一圖中作出物體在若干狀態(tài)下力的平衡圖,(,力的平行四邊形,),再,由,動態(tài)力的,平行四邊形各邊長度變化及角度變化確定力的大小及方向的變化情況,.,步驟,小結：圖解法,2.,共點力的作用下,動態(tài)平衡常見問題,22,編輯版pppt,選某一狀態(tài)對物體進行受力分析應用條件:合力大小和方向都不變;,G,G,圖解法,墻面掛繩變化,動態(tài)矢量三角形,閉合,矢量三角形,F,T,F,N,F,T,F,N,當繩子不斷變短，,F,N,增大,，,F,T,也增大,結論,23,編輯版pppt,GG圖解法墻面掛繩變化動態(tài)矢量三角形閉合FTFNFTFN,例,3.,光滑半球面上的小球被一通過定滑輪的力,F,由,底端緩拉到頂端

14、的過程中，試分析繩的拉力,F,及半球面對小球的支持力,F,N,的變化情況,O,A,R,L,B,C,動態(tài)平衡中，合力不變兩個分力的大小和方向均發(fā)生變化此類情景可選用,三角形相似法,F,1,與,F,2,的方向均變化，此時力的平行四邊形的形狀變化規(guī)律不直觀，力隨角度變化的關系也難建立,力的矢量三角形,與題目中,長度關系構成的三角形,相似,24,編輯版pppt,例3.光滑半球面上的小球被一通過定滑輪的力F由OARLB,表面光滑、半徑為,R,的半球固定在水平地面上，球心,O,的正上方,O,處有一無摩擦定滑輪，輕質(zhì)細繩兩端各系一個小球掛在定滑輪上，如圖所示。兩小球平衡時，若滑輪兩側(cè)細繩的長度分別為,L,1

15、,2.4,R,和,L,2,2.5,R,，則這兩個小球的質(zhì)量之比,m,1,m,2,為,(,不計球的大小,)(),A,241,B,251,C,2425,D,2524,D,25,編輯版pppt,表面光滑、半徑為 R 的半球固定在水平地面上，球心O 的正上,解析：對小球,m,2,進行分析，如圖 所示，顯然,OOP,與,PBQ,相似,設,OO,H,，,OP,R,，,OP,L,2,，由相似三角形性質(zhì)有,m,2,g/H,N/R,F,2,/L,2,，則,m,2,F,2,H/gL,2,，同理可得,m,1,F,1,H/gL,1,，而,F,1,F,2,，所以,m,1,m,2,L,2,L,1,2.52.4,2524,

16、力的矢量三角形,與題目中,長度關系構成的三角形,相似,26,編輯版pppt,解析：對小球 m2 進行分析，如圖 所示，顯然OOP與,如圖所示，,AC,是上端帶定滑輪的固定豎直桿，質(zhì)量不計的輕桿,BC,一端通過鉸鏈固定在,C,點，另一端,B,懸掛一重為,G,的物體，且,B,端系有一根輕繩并繞過定滑輪,A,，用力,F,拉繩，開始時,BCA,90,，現(xiàn)使,BCA,緩慢變小，直到桿,BC,接近豎直桿,AC,.,此過程中，輕桿,B,端所受的力,(),A,大小不變,B,逐漸增大,C,逐漸減小,D,先減小后增大,A,27,編輯版pppt,如圖所示，AC是上端帶定滑輪的固定豎直桿，質(zhì)量不計的輕桿BC,力的矢量三角形,與題目中,長度關系構成的三角形,相似,28,編輯版pppt,力的矢量三角形與題目中長度關系構成的三角形相似28編輯版pp,如圖所示，,OA,為遵從胡克定律的彈性輕繩，其一端固定于天花板上的,O,點，另一端與靜止在動摩擦因數(shù)恒定的水平地面上的滑塊,A,相連當繩處于豎直位置時，滑塊,A,對地面有壓力作用,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度現(xiàn)有一水平力,F