2018高中物理 第四章 物體的平衡 專題4.1 共點(diǎn)力作用下物體的平衡課件 教科版必修1.ppt

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第一節(jié)共點(diǎn)力作用下物體的平衡 從高聳的山峰 凌空托起的巨石到我們腳下的大地 從摩天高樓 電視塔到家庭中的家具 擺設(shè) 無一不處于平衡狀態(tài) 課堂引入 空中芭蕾平衡的藝術(shù) 疊石頭的最高境界 疊石頭的最高境界 作用在物體的同一點(diǎn) 或作用線相交于一點(diǎn)的幾個(gè)力稱為共點(diǎn)力 G F2 F1 F f N G 為了明確表示物體所受的共點(diǎn)力 在作示意圖時(shí) 可以把這些力的作用點(diǎn)畫到它們作用線的公共交點(diǎn)上 在不考慮物體轉(zhuǎn)動(dòng)的情況下 物體可以當(dāng)作質(zhì)點(diǎn)看待 所以力的作用點(diǎn)都可以畫在受力物體的重心上 課堂引入 共點(diǎn)力 幾個(gè)力如果作用在物體的同一點(diǎn) 或者它們的作用線相交于一點(diǎn) 這幾個(gè)力叫做共點(diǎn)力 共點(diǎn)力 課堂引入 平衡狀態(tài) 物體處于靜止或者勻速直線運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)叫做平衡狀態(tài) 靜止在桌面上的木塊 勻速行駛的汽車 靜止在斜面上的木塊 學(xué)習(xí)活動(dòng)一認(rèn)識(shí)平衡狀態(tài) 平衡的種類 如果物體緩慢移動(dòng)則稱為準(zhǔn)靜態(tài) B 動(dòng)平衡 物體保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài) A 靜平衡 物體保持靜止?fàn)顟B(tài) 平衡狀態(tài)的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征 V 0或V不變 即 a 0注意 保持靜止和瞬時(shí)速度為0不同 學(xué)習(xí)活動(dòng)一認(rèn)識(shí)平衡狀態(tài) 一 平衡狀態(tài) 1 概念 一個(gè)物體在共點(diǎn)力的作用下 保持靜止或者做勻速直線運(yùn)動(dòng) 我們就說這個(gè)物體處于平衡狀態(tài) 2 什么是平衡狀態(tài) 我們周圍的樓房 樹木 課桌椅 粉筆盒都處于靜止?fàn)顟B(tài) 凡是保持靜止不動(dòng)的物體 我們就說它處于平衡狀態(tài) 除此之外 如果物體做勻速直線運(yùn)動(dòng) 我們也稱它處于平衡狀態(tài) 舉例 汽車沿直線勻速運(yùn)動(dòng) 是 物體被勻速舉高 是 汽車拐彎 不是 學(xué)習(xí)活動(dòng)一認(rèn)識(shí)平衡狀態(tài) 判斷 以下物體是否處于平衡狀態(tài) 1 天花板下懸掛的靜止的吊扇 2 粗糙斜面上靜止的木塊 3 光滑水平面上勻速直線滑動(dòng)的冰塊 4 沿斜面勻速直線下滑的鐵箱 5 豎直上拋到最高點(diǎn)的籃球 6 拿在手上鉛球 松手的瞬間 答 1 2 3 4 是平衡狀態(tài) 5 6 不是平衡狀態(tài) 受力分析 1 天花板下懸掛的靜止的吊扇 F G 此時(shí) 構(gòu)成二力平衡 合 受力分析 2 粗糙斜面上靜止的木塊 N 此時(shí) 和F的合力F 與G形成二力平衡 合 受力分析 3 光滑水平面上勻速直線滑動(dòng)的冰塊 N v 此時(shí)F G形成二力平衡 合 受力分析 4 沿斜面勻速直線下滑的鐵箱 G N Ff F v 此時(shí)FN和Ff的合力 與 形成二力平衡 合 受力分析 5 豎直上拋到最高點(diǎn)的籃球 G 此時(shí)籃球只受到重力 的作用 合 而不為 受力分析 6 拿在手上鉛球 松手的瞬間 此時(shí)鉛球只受到重力 的作用 合 而不為 二 共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件 1 共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件是 物體處于平衡狀態(tài)時(shí) 它的受力平衡 2 當(dāng)物體在二個(gè)力的作用下處于平衡狀態(tài)時(shí) 這二個(gè)力一定是等值 反向 共線 合力為零 上一頁 下一頁 退出 目錄 學(xué)習(xí)活動(dòng)二 探究平衡條件 合外力為零 例1 如圖所示 在繞過兩個(gè)定滑輪的繩子的兩端懸掛兩個(gè)物體 它們分別重15N和20N 在兩個(gè)滑輪之間的繩上懸掛一個(gè)物體A 當(dāng)a 90 時(shí) 這三個(gè)物體都處于平衡狀態(tài) 求A物體的重力 問題1 如圖所示 細(xì)繩CO與豎直方向成30 角 A B兩物體用跨過滑輪的細(xì)繩相連 已知物體B所受到的重力為100N 地面對(duì)物體B的支持力為80N 試求 1 物體A所受到的重力 2 物體B與地面間的摩擦力 3 細(xì)繩CO受到的拉力 小結(jié) 1 當(dāng)物體受到多個(gè)共點(diǎn)力 在同一平面內(nèi) 的作用時(shí) 也可用正交分解的方法 將各個(gè)力沿選定的直角坐標(biāo)軸分解 建立直角坐標(biāo)系時(shí) 一般盡量使更多的力落在坐標(biāo)軸上 以減少分解力的個(gè)數(shù) 然后根據(jù)Fx合 0 Fy合 0列式求解 2 運(yùn)用共點(diǎn)力平衡條件解題的步驟 1 選取研究對(duì)象 2 對(duì)所選取的研究對(duì)象進(jìn)行受力分析并畫出受力分析圖 3 對(duì)研究對(duì)象所受的力進(jìn)行處理 或合成或分解或正交分解 4 根據(jù)F合 0或Fx合 0 Fy合 0列方程求解 問題2 如圖所示 一個(gè)重為G的圓球 被一段細(xì)繩掛在豎直光滑墻上 繩與豎直墻的夾角為 則繩子的拉力和墻壁對(duì)球的彈力各是多少 共點(diǎn)力的平衡 例2 如圖所示 一個(gè)重為G的圓球 被一段細(xì)繩掛在豎直光滑墻上 繩與豎直墻的夾角為 則繩子的拉力和墻壁對(duì)球的彈力各是多少 解法一 合成法F F合 G cos FN Gtan 共點(diǎn)力的平衡 拓展 若再減小繩長L 上述二力大小將如何變化 例2 如圖所示 一個(gè)重為G的圓球 被一段細(xì)繩掛在豎直光滑墻上 繩與豎直墻的夾角為 則繩子的拉力和墻壁對(duì)球的彈力各是多少 解法二 分解法F F合 F2 G cos FN F1 Gtan 共點(diǎn)力的平衡 例2 如圖所示 一個(gè)重為G的圓球 被一段細(xì)繩掛在豎直光滑墻上 繩與豎直墻的夾角為 則繩子的拉力和墻壁對(duì)球的彈力各是多少 解法三 正交分解法X FN Fsin 0Y Fcos G 0解得 F G cos FN Gtan 共點(diǎn)力的平衡 3 應(yīng)用共點(diǎn)力平衡條件解題的步驟 1 明確研究對(duì)象 2 正確分析研究對(duì)象的受力情況 并畫出受力圖 3 判斷物體是否處于平衡狀態(tài) 是否可以用共點(diǎn)力的平衡條件求解 4 運(yùn)用平衡條件 選擇適當(dāng)?shù)姆椒?列出平衡方程求解 5 解方程 對(duì)結(jié)果說明或討論 學(xué)習(xí)活動(dòng)三 平衡條件的應(yīng)用