高中物理课件：共点力的平衡1.pptx

第三章 相互作用——力第5节 共点力的平衡 下面四种情况的物体的受力有何特点？思考：以上四种情况中物体均处于什么状态？几个力的作用线交于一点几个力作用于同一点课堂引入平衡状态 GFN一、平衡状态二力平衡时两个力:大小相等，方向相反GFN平衡状态:物体处于静止或者匀速直线运动的状态。 GF1F2GNf当物体受到多个力作用平衡时，它们的受力有何特点?FfNG合力等于零,即F合＝0一、平衡状态平衡状态的运动学特征：v=0 或v不变，即：a=0注意：保持静止和瞬时速度为0意义不同平衡条件 共点力合力为0的具体表达形式F合 = 0 物体受三个力：三个力首尾相接构成一个闭合三角形任意两个力的合力和第三个力是一对平衡力正交分解：Fx = 0Fy = 0物体受多个力时：正交分解：Fx = 0Fy = 0物体受两个力时：一、平衡状态可以举些例子吗？ 【例题1】某幼儿园要在空地上做一个滑梯，根据空地的大小，滑梯的水平跨度确定为6m。设计时，滑板和儿童裤料之间的动摩擦因数取0.4，若为使儿童在滑梯游戏时恰能匀速滑下，滑梯至少要多高？模型构建GFfABCFN受力分析二、共点力平衡实例分析 ABC方法一：正交分解法??Ff＝μFN 解得 tanθ =μ?可得：h=μ·AC=0.4×6m=2.4m以滑梯上正匀速下滑的小孩为研究对象，受力分析如图：沿平行和垂直于斜面两个方向建立直角坐标系，把重力G沿两个坐标轴方向分解为F1和F2。三力平衡转化为四力平衡。GFN FfθθxyF1 F2 二、共点力平衡实例分析 以滑梯上正匀速下滑的小孩为研究对象，受力分析如图所示，支持力和摩擦力的合力与重力等值反向方法二：合成法二、共点力平衡实例分析FNGG’FfABCθθ??Ff＝μFN 解得 tanθ =μ?可得：h=μ·AC=0.4×6m=2.4m??GFfFN? 合成法：把物体所受的力合成为两个力，则这两个力大小相等、方向相反，并且在同一条直线上。正交分解法：把物体所受的力在两个互相垂直的方向上分解，每个方向上合力都为0。两种方法的特点：二、共点力平衡实例分析 【例题2】如图悬吊重物的细绳，其 O 点被一水平绳BO牵引，使悬绳AO段和竖直方向成θ角。若悬吊物所受的重力为G，则悬绳AO和水平绳BO所受的拉力各等于多少？F3F2F1二、共点力平衡实例分析合成法F3F2F1F5F3F2F1F6乙丙F3F1F2F4甲对于三力平衡问题，可以选择任意的两个力进行合成。对甲： 正交分解法：如图，以O为原点建立直角坐标系。F2方向为x轴正方向，向上为y轴正方向。F1在两坐标轴方向的分矢量分别为F1x 和F1y 。因x、y两方向的合力都等于0，可列方程：F2 － F1x ＝0F1y － F3 ＝0即 F2 － F1sinθ＝0 （1） F1cosθ－G ＝0 （2）由（1）（2）式解得 F1＝G/cosθ，F2＝Gtanθ。即绳AO和绳BO所受的拉力大小分别为Gcosθ和G tanθ。F3F1F2xyF1yF1x二、共点力平衡实例分析 【练习】如图所示，建筑装修中，工人用质量为m的磨石对斜壁进行打磨，当对磨石施加竖直向上大小为F的推力时，磨石恰好沿斜壁向上匀速运动，已知磨石与斜壁之间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，则磨石受到的摩擦力是（　　）A． B．C． D．典例分析【正确答案】B 【练习】如图所示，某钢制工件上开有一个楔型凹槽，凹槽的截面是一个直角三角形，三个角的度数分别是 ， ， ，在凹槽中放有一个光滑的金属球，当金属球静止时，金属球对凹槽的AB边的压力为F1、对BC边的压力为F2，则 的值为（　　）A． B． C． D．典例分析【正确答案】C 【例题4】城市中的路灯、无轨电车的供电线路等，经常用三角形的结构悬挂。图为这类结构的一种简化模型。图中硬杆OB可绕通过B点且垂直于纸面的轴转动，钢索和杆的重量都可忽略。如果悬挂物的重量是G，角AOB 等于θ ，钢索AO对O点的拉力和杆OB对O点的支持力各是多大？二、共点力平衡实例分析方法一：解析法 水平方向：竖直方向：O点受力如图，对O点由共点力平衡条件，方法2 用正交分解的方法求解。二、共点力平衡实例分析方法二：正交分解法 绳子的死结和活结(1)“活结”：一般是由轻绳跨过光滑滑轮或者绳上挂一光滑挂钩而形成的。绳子虽然因“活结”而弯曲，但实际上是同一根绳，所以由“活结”分开的两段绳子上弹力的大小一定相等，两段绳子合力的方向一定沿这两段绳子夹角的角平分线。(2)“死结”：两侧的绳因结而变成了两根独立的绳，因此由“死结”分开的两段绳子