共點(diǎn)力平衡專題課件

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1、單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),*,編輯版pppt,*,共點(diǎn)力平衡,F1,F2,F3,x,y,O,F2y,F1y,F3y,F3x,F1x,F2X,1,編輯版pppt,共點(diǎn)力平衡F1F2F3xyOF2yF1yF3yF3xF1xF,地球周圍受重力，繞物一周找彈力,考慮有無(wú)摩擦力，其他外力細(xì)分析,合力分力不重復(fù)，只畫受力拋施力,受力分析的步驟,一、復(fù)習(xí)回顧：,什么是,物體,的,受力分析,？,研究對(duì)象,找出力的個(gè)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(fù)習(xí)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?fàn)顟B(tài)，則斜面體,P,此刻受到的外力的個(gè)數(shù)有可能是（）,A,、,2,個(gè),B,3,個(gè),C,4,個(gè),D,、,5,個(gè),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(gè)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?fàn)顟B(tài)。若各接觸面與水平地面平行，則,A,、,B,兩物體各受幾個(gè)力,(,),A,3,個(gè)、,4,個(gè),B,4,個(gè)、,4,個(gè),C,4,個(gè)、,5,個(gè),D,4,個(gè)、,6,個(gè),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(gè)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(gè)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(duì)象，受力情況如下圖甲所示，此時(shí)，墻對(duì)物體,A,沒有支持力,(,此結(jié)論可利用整體法得出,),再以,B,為研究對(duì)象，結(jié)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(yīng)受到重力、壓力、摩擦力、力,F,四個(gè)力的作用，,5,編輯版pppt,解析：以A為研究對(duì)象，受力情況如下圖甲所示，此時(shí)，墻對(duì)物體A,二、共點(diǎn)力平衡：

4、,概,念,受到幾個(gè)共點(diǎn)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(guān)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(diǎn)；,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(diǎn)力平衡：概念受到幾個(gè)共點(diǎn)力并處于平衡狀態(tài)的物體，求,三、常見應(yīng)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(dòng)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(yīng)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(yīng)用題型：,是指物體或物體系統(tǒng)處于,靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)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(yīng)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(duì)結(jié)果進(jìn)行討論。常用解析法，求力之間的函數(shù)關(guān)系。,1.,共點(diǎn)力的作用下,靜態(tài)平衡,8,編輯版pppt,三、常見應(yīng)用題型：是指物體或物體系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn),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(shí),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(diǎn)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(diǎn)設(shè)滑塊所受支持力為,F,N,，,OP,與水平方向的夾角為,，下列關(guān)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(gè)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(yùn)動(dòng)。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(dòng)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(gè)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(dòng)，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(wú)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(gè)力中的任意兩個(gè)力合成，則其合力必與第三個(gè)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(gè)力沿其他兩個(gè)力的反方向分解，即三力平衡問題轉(zhuǎn)化為兩個(gè)方向上的二力平衡問題,正交,分解法,建立平面直角坐標(biāo)系，將不在坐標(biāo)軸上的力進(jìn)行正交分解，列出,F,x,0,和,F,y,0,進(jìn)行求解,多共點(diǎn)力平衡問題,處理靜態(tài)平衡問題的常用方法,1.,共點(diǎn)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(gè)力中的任意兩個(gè)力合成，則其合力必,三、常見應(yīng)用題型：,是指通過(guò)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(guò)程中物體,始終,處于一系列的,平衡,狀態(tài)。,動(dòng)態(tài)平衡模型,解題思路,解動(dòng)態(tài)問題的關(guān)

9、鍵是,抓住不變量,，依據(jù)不變的量來(lái)確定其他量的變化規(guī)律。,化“動(dòng)”為“靜”，“靜”中求“動(dòng)”,。,2.,共點(diǎn)力的作用下,動(dòng)態(tài)平衡,15,編輯版pppt,三、常見應(yīng)用題型：是指通過(guò)控制某些物理量，使物體的狀態(tài)發(fā)生緩,三、常見應(yīng)用題型：,動(dòng)態(tài)平衡的常見問題：,動(dòng)態(tài)分析,臨界問題,極值分析,2.,共點(diǎn)力的作用下,動(dòng)態(tài)平衡,16,編輯版pppt,三、常見應(yīng)用題型：動(dòng)態(tài)平衡的常見問題：動(dòng)態(tài)分析臨界問題極值分,物體狀態(tài)發(fā)生,緩慢變化過(guò)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(yǔ)言敘述。分析研究對(duì)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(dòng)態(tài)分析問題

10、,2.,共點(diǎn)力的作用下,動(dòng)態(tài)平衡常見問題,注,意,此處常見三力平衡相關(guān)問題，常用,矢量三角形相關(guān)的三角函數(shù),來(lái)解析力之間的等量關(guān)系，或用幾何圖形來(lái)輔助分析。,17,編輯版pppt,物體狀態(tài)發(fā)生緩慢變化過(guò)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(zhǎng)度，問：,1.,繩對(duì)物體的拉力如何變化？,2.,墻面對(duì)物體的支持力如何變化？,2.,共點(diǎn)力的作用下,動(dòng)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(duì)物體進(jìn)行受力分析,將物體受的力按實(shí)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(guān)系表達(dá)式,根據(jù)已知量的變化情況來(lái)確定未知量的變化情況,小結(jié)：解析法,2.,共點(diǎn)力的作用下,動(dòng)態(tài)平衡常見問題,解析法,分析研究對(duì)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(dǎo)出未知量的函數(shù)表達(dá)式,，再根據(jù)已知量的變化情況結(jié)合函數(shù)關(guān)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(guān)系式,。,20,編輯版pppt,選某一狀態(tài)對(duì)物體進(jìn)行受力分析小結(jié)：解析法2

12、.共點(diǎn)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(dāng)繩子不斷變短，,F,N,增大,，,F,T,也增大,結(jié)論,21,編輯版pppt,GGFNFTFNFTFNFT圖解法墻面掛繩變化當(dāng)繩,選某一狀態(tài)對(duì)物體進(jìn)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(yīng)用條件,:,合力大小和方向都不變,;,一個(gè)分力,的,方向不變,分析另一個(gè)分力方向變化時(shí)兩個(gè)分力大小的變化情況。,用圖解法具有簡(jiǎn)單、直觀的優(yōu)點(diǎn)。,圖解法,對(duì)研究對(duì)象在狀態(tài)變化過(guò)程中的若干狀態(tài)進(jìn)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(dòng)態(tài)力的,平行四邊形各邊長(zhǎng)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(jié)：圖解法,2.,共點(diǎn)力的作用下,動(dòng)態(tài)平衡常見問題,22,編輯版pppt,選某一狀態(tài)對(duì)物體進(jìn)行受力分析應(yīng)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(dòng)態(tài)矢量三角形,閉合,矢量三角形,F,T,F,N,F,T,F,N,當(dāng)繩子不斷變短，,F,N,增大,，,F,T,也增大,結(jié)論,23,編輯版pppt,GG圖解法墻面掛繩變化動(dòng)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(guò)定滑輪的力,F,由,底端緩拉到頂端

14、的過(guò)程中，試分析繩的拉力,F,及半球面對(duì)小球的支持力,F,N,的變化情況,O,A,R,L,B,C,動(dòng)態(tài)平衡中，合力不變兩個(gè)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(shí)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(guān)系也難建立,力的矢量三角形,與題目中,長(zhǎng)度關(guān)系構(gòu)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(guò)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(wú)摩擦定滑輪，輕質(zhì)細(xì)繩兩端各系一個(gè)小球掛在定滑輪上，如圖所示。兩小球平衡時(shí)，若滑輪兩側(cè)細(xì)繩的長(zhǎng)度分別為,L,1

15、,2.4,R,和,L,2,2.5,R,，則這兩個(gè)小球的質(zhì)量之比,m,1,m,2,為,(,不計(jì)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(duì)小球,m,2,進(jìn)行分析，如圖 所示，顯然,OOP,與,PBQ,相似,設(shè),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(zhǎng)度關(guān)系構(gòu)成的三角形,相似,26,編輯版pppt,解析：對(duì)小球 m2 進(jìn)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(jì)的輕桿,BC,一端通過(guò)鉸鏈固定在,C,點(diǎn)，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(guò)定滑輪,A,，用力,F,拉繩，開始時(shí),BCA,90,，現(xiàn)使,BCA,緩慢變小，直到桿,BC,接近豎直桿,AC,.,此過(guò)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(jì)的輕桿BC,力的矢量三角形,與題目中,長(zhǎng)度關(guān)系構(gòu)成的三角形,相似,28,編輯版pppt,力的矢量三角形與題目中長(zhǎng)度關(guān)系構(gòu)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(diǎn)，另一端與靜止在動(dòng)摩擦因數(shù)恒定的水平地面上的滑塊,A,相連當(dāng)繩處于豎直位置時(shí)，滑塊,A,對(duì)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(zhǎng)度現(xiàn)有一水平力,F