《 共點(diǎn)力的平衡及其應(yīng)用》 課件4 (2).ppt

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1、1.平衡狀態(tài)是指物體保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)。2．共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件是合力為零。3．若研究對(duì)象是由多個(gè)物體組成的系統(tǒng)，常采用整體法和隔離法相結(jié)合來處理問題。[自學(xué)教材]平衡狀態(tài)物體保持或的狀態(tài)。靜止勻速直線運(yùn)動(dòng)[重點(diǎn)詮釋]1．物體處于平衡狀態(tài)的實(shí)質(zhì)處于平衡狀態(tài)的物體加速度為零，反過來加速度為零的物體，一定處于平衡狀態(tài)。2．對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)的理解靜止與速度v＝0不是一回事。物體保持靜止?fàn)顟B(tài)，說明v＝0，a＝0，兩者同時(shí)成立。若僅是v＝0，a≠0，如自由下落開始時(shí)刻的物體，并非處于平衡狀態(tài)。1．下列事例中物體處于平衡狀態(tài)的

2、是()A．“神舟”號(hào)飛船勻速落到地面的過程B．汽車在水平路面上啟動(dòng)或剎車的過程C．汽車停在斜坡上D．豎直上拋的物體在到達(dá)最高點(diǎn)的那一瞬間解析：由平衡狀態(tài)的概念可知，A、C選項(xiàng)中所描述的狀態(tài)是平衡狀態(tài)；B選項(xiàng)中所描述的過程中，物體處于加速或減速過程，加速度不為零，B錯(cuò)；豎直上拋的物體到達(dá)最高點(diǎn)的瞬間，v＝0，但a≠0，不是平衡狀態(tài)，D錯(cuò)。答案：AC[自學(xué)教材]1．二力平衡兩個(gè)力大小、方向、作用在同一條上。2．三力平衡其中任意兩個(gè)力的合力與第三個(gè)力。相等相反直線等大反向合力F合＝0等大反向[重點(diǎn)詮釋]處理物體在幾個(gè)共點(diǎn)力作用下的

3、平衡問題時(shí)常用以下幾種方法：1．三角形法(1)根據(jù)平衡條件，任兩個(gè)力的合力與第三個(gè)力等大反向，把三個(gè)力放于同一個(gè)三角形中，三條邊對(duì)應(yīng)三個(gè)力，再利用幾何知識(shí)求解。(2)三個(gè)力可以構(gòu)成首尾相連的矢量三角形，這種方法一般用來討論動(dòng)態(tài)平衡問題較為方便。2．正交分解法把力沿兩個(gè)互相垂直的坐標(biāo)軸進(jìn)行分解，再在這兩個(gè)坐標(biāo)軸上求合力的方法。由物體的平衡條件可知物體在x軸方向上分力的合力等于零，在y軸方向上的分力的合力也等于零，即∑Fx＝0，∑Fy＝0。3．整體法和隔離法(1)定義：把幾個(gè)相互關(guān)聯(lián)的物體視為一個(gè)整體，分析外部物體對(duì)它的作用力(

4、外力)的方法稱為整體法；將某物體從周圍物體中隔離出來，單獨(dú)分析該物體所受的力的方法稱為隔離法。(2)使用技巧：分析相互作用的兩個(gè)或兩個(gè)以上物體的受力情況及分析外力對(duì)系統(tǒng)的作用力時(shí)以及當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)各物體具有相同的加速度或相同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)且不需要求系統(tǒng)內(nèi)物體間的相互作用力時(shí)，宜用整體法；而在分析系統(tǒng)內(nèi)各物體(或一個(gè)物體各部分)間的相互作用時(shí)或系統(tǒng)內(nèi)各部分的加速度，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不相同時(shí)常用隔離法。圖4－3－12．如圖4－3－1所示，某個(gè)物體在F1、F2、F3、F4四個(gè)力的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，若F4的方向沿逆時(shí)針轉(zhuǎn)過60°而保持其大小不變化，

5、其余三個(gè)力的大小和方向不變，則此時(shí)物體所受到的合力大小為()解析：由共點(diǎn)力的平衡條件可知，F(xiàn)1、F2、F3的合力應(yīng)與F4等值反向。當(dāng)F4的方向沿逆時(shí)針轉(zhuǎn)過60°而保持其大小不變時(shí)，F(xiàn)1、F2、F3的合力的大小仍為F4，但方向與旋轉(zhuǎn)后的F4成120°，由平行四邊形定則可得，此時(shí)物體所受的合力大小為F4。所以本題正確的選項(xiàng)應(yīng)為C項(xiàng)。答案：C圖4－3－2[例1]如圖4－3－2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N，OP與水平方向的夾角為θ。下列關(guān)系正確的

6、是()[思路點(diǎn)撥]本題屬于三力平衡問題，可以根據(jù)任意二個(gè)力的合力與第三個(gè)力等大反向(即力的合成法)求解，也可以用正交分解法求解。[解析]法一：力的合成法取小滑塊作為研究對(duì)象，受力分析如圖所示，作出F和N的合力F′，由平衡條件知F′＝mg，從圖中的幾何關(guān)系有：法二：正交分解法取小滑塊作為研究對(duì)象受力分析，建立如圖所示的坐標(biāo)系，由平衡條件有Fx合＝F－Ncosθ＝0Fy合＝Nsinθ－mg＝0[答案]A[借題發(fā)揮]求解共點(diǎn)力作用下物體平衡的一般步驟：(1)靈活選取研究對(duì)象；(2)將研究對(duì)象隔離出來，分析物體的受力情況并畫受力示意

7、圖；(3)根據(jù)物體的受力特點(diǎn)選取適當(dāng)?shù)姆椒?，三力平衡時(shí)，往往力的合成法或力的分解法方便一些，物體受多力平衡時(shí)，一般選用正交分解法；(4)列方程求解，并檢查答案是否完整、合理。答案：A[例2]如圖4－3－4所示，保持θ不變，將B點(diǎn)向上移，則BO繩的拉力將()A．逐漸減小B．逐漸增大C．先減小后增大D．先增大后減小圖4－3－4[思路點(diǎn)撥]以O(shè)點(diǎn)為研究對(duì)象進(jìn)行受力分析，由平衡條件作出力的平行四邊形，然后根據(jù)題中條件的變化作出連續(xù)變化的平行四邊形，由平行四邊形邊長(zhǎng)的變化規(guī)律判斷力的變化規(guī)律。[解析]取結(jié)點(diǎn)O為研究對(duì)象，其受力情況如圖

8、所示，OA繩的拉力TA、OB繩的拉力TB、OC繩的拉力TC，三力合力為零。作出TA、TB的合力，即有F＝TC＝mg，在OB繩移動(dòng)的過程中，F(xiàn)始終是不變的，根據(jù)題中OB繩的變化情況作出幾個(gè)連續(xù)變化后的平行四邊形，由圖中可知TB是先減小后增大的，TA是一直減小的，故選項(xiàng)C正確。[答案]C[借題