人教版高中物理必修第一册第3章相互作用力5共点力的平衡课件.ppt

角度2用相似三角形法求解共点力平衡问题【例题3】如图所示,小球甲、乙套在竖直固定的光滑圆环上,圆环竖直顶点C处固定有一大小可忽略的光滑定滑轮,细线绕过定滑轮将两小球连接在一起。两小球静止时,小球甲、乙分别位于圆环上的A、B点,已知BC与竖直方向的夹角为θ,AB过圆环的圆心O点,小球甲、乙的质量分别为m1、m2,圆环对小球甲、乙的弹力大小分别为F1、F2,细线上的弹力大小为F,重力加速度大小为g,则()A.m1∶m2=tanθ∶1C.F1∶F2=1∶tanθD.F∶F1=sinθ∶1C学习目标1.理解共点力和共点力平衡的概念,知道共点力作用下物体平衡的条件。(物理观念)2.会用共点力平衡条件解决有关力的平衡问题,会用正交分解法解决相关问题。(科学思维)基础落实·必备知识全过关一、共点力的平衡条件1.共点力:几个力如果都作用在物体的,或者它们的_________相交于一点,这几个力叫作共点力。?2.平衡状态:状态或者状态。?3.共点力的平衡条件:在共点力作用下物体平衡的条件是。?同一点作用线静止匀速直线运动合力为0【要点提示】平衡状态是加速度为0的状态。二、正交分解法1.定义:将已知力按互相垂直的两个方向进行分解的方法。2.应用原则:一般选共点力的作用点为原点,在静力学中,以少分解力和容易分解力为原则(即尽量多的力在坐标轴上)。两个分力相互垂直3.共点力平衡条件的正交分解表达式:物体受到多个力作用处于平衡状态时,可把各力沿相互垂直的x轴、y轴分解(如图所示)。00【要点提示】正交分解法中两个分力相互垂直。情境链接有一些旅客斜向上拉着行李箱走,有一些旅客斜向下推着行李箱走。请判断拉着行李箱走省力还是推着行李箱走省力,并说明理由。提示拉着行李箱走省力。拉着行李箱走时,行李箱受力如图甲所示,根据平衡条件有Fcosα=Ff,Ff=μFN,FN=mg-Fsinα,解得;推着行李箱走时,行李箱受力如图乙所示,根据平衡条件有Fcosθ=Ff,Ff=μFN,FN=mg+Fsinθ,解得。可知FNFN,人对箱子的作用力与水平方向的夹角近似相等,则有FF,故拉着行李箱走省力。甲乙教材拓展阅读教材第76页共点力平衡的条件,思考下列问题:一个物体在某一时刻速度为0,那么物体在这一时刻一定处于平衡状态吗?提示不一定。例如,竖直上抛的物体运动到最高点时,这一瞬间速度为0,但此时加速度不为0,因而竖直上抛物体在最高点时不能称为处于平衡状态,即速度为0不等同于受力平衡。易错辨析(1)只有静止的物体才受力平衡。()(2)物体受共点力作用处于平衡状态,各力一定作用于物体的同一点。()(3)物体受三个共点力作用处于平衡状态,则任意一个力的大小一定等于其他两个力的合力大小。()(4)用正交分解法解决问题也遵循平行四边形定则。()(5)正交分解法中相互垂直的分力方向一定是水平和竖直方向。()×处于静止状态和匀速直线运动状态的物体都受力平衡。×物体受共点力作用处于平衡状态,各力不一定作用于物体的同一点,也可能是作用线相交于一点。√√×以少分解力和容易分解力为原则建立相互垂直的x、y轴,不一定是水平和竖直方向。重难探究·能力素养全提升探究点一共点力作用下物体的平衡条件导学探究如果一个物体保持静止或做匀速直线运动,我们就说这个物体是处于平衡状态。因此,静止的巨石、匀速直线运动的电梯上站立的人都是处于平衡状态。那么,保持物体平衡需要什么条件呢?提示如果物体受两个力作用而平衡,这两个力一定等大反向且作用在一条直线上,即合力为零。如果物体受多个力而平衡,根据力的合成定则,我们可以把任意两个共点力用一个合力来等效代替,据此,三个以上的共点力最终都可以等效简化为两个共点力。可见,三个以上共点力的平衡,最终也都可以简化为二力平衡。根据二力平衡条件,我们就可以得出在共点力作用下物体的平衡条件是合力为零,即F合=0。知识归纳【例题1】如图所示,某个物体在F1、F2、F3、F4四个力的作用下处于静止状态,若撤去F4,其余三个力的大小和方向均不变,则此时物体受到的合力大小为()C典例剖析解析原来物体静止,F1、F2、F3和F4四个共点力的合力为零,则F1、F2、F3三个力的合力F与F4大小相等、方向相反,将F4撤去,则合力大小等于F4,方向与F4方向相反,故C正确。方法技巧物体受多个力的作用处于平衡状态,其中一个力与其他力的合力大小相等、方向相反。对点演练1.拱券结构