物體的平衡PPT課件

1、 若物體受若物體受兩個力兩個力作用處于平衡狀態(tài)作用處于平衡狀態(tài)，則這兩個力一定則這兩個力一定等大、反向等大、反向，即，即二力二力平衡平衡 若物體受若物體受三個力三個力作用處于平衡狀態(tài)作用處于平衡狀態(tài)，則這三個力中的，則這三個力中的任意兩個力的合力一定與第三任意兩個力的合力一定與第三個力個力等大、反向等大、反向思考：思考：若物體在三個以上的力的作用下而處于平衡狀態(tài)呢？有什么特點？若物體在三個以上的力的作用下而處于平衡狀態(tài)呢？有什么特點？若物體受物體受多個力多個力作用處于平衡狀態(tài)，其中作用處于平衡狀態(tài)，其中任何一個力任何一個力與與其余力的合力其余力的合力等大、反向等大、反向二、平衡條件：二、平衡條

2、件：對物體受力分析，則物體所受合力為零，即對物體受力分析，則物體所受合力為零，即F合合=0第1頁/共15頁平衡問題的解題思路例例1 1：如圖所示，重力為：如圖所示，重力為G G的電燈通過兩根細(xì)繩的電燈通過兩根細(xì)繩OBOB與與OAOA懸掛于兩墻懸掛于兩墻之間，細(xì)繩之間，細(xì)繩OBOB的一端固定于左墻的一端固定于左墻B B點，且點，且OBOB沿水平方向，細(xì)繩沿水平方向，細(xì)繩OAOA掛于右墻的掛于右墻的A A點。點。求：當(dāng)細(xì)繩求：當(dāng)細(xì)繩OAOA與豎直方向成與豎直方向成角時，兩細(xì)角時，兩細(xì)繩繩OAOA、OBOB的拉力的拉力F FA A、F FB B分別是多大分別是多大? ? 解法一：根據(jù)力的合成 根據(jù)題

3、意根據(jù)題意, ,選擇電燈受力分析選擇電燈受力分析, ,它分別受它分別受到重力到重力G G，兩細(xì)繩，兩細(xì)繩OAOA、OBOB的拉力的拉力F FA A、F FB B ，可，可畫出其受力圖，由于電燈處于平衡狀態(tài)畫出其受力圖，由于電燈處于平衡狀態(tài), ,則則兩細(xì)繩兩細(xì)繩OAOA、OBOB的拉力的拉力F FA A、F FB B 的合力的合力F F與重力與重力大小相等，方向相反，構(gòu)成一對平衡力。大小相等，方向相反，構(gòu)成一對平衡力。F FA A = = G/CoSG/CoSF FB B = = GtanGtan根據(jù)力的三角關(guān)系可得：根據(jù)力的三角關(guān)系可得：第2頁/共15頁解法二：根據(jù)力的效果分解 根據(jù)題意根據(jù)題

4、意, , 結(jié)點處受到電燈向下的拉力結(jié)點處受到電燈向下的拉力大小等于大小等于G G，這個拉力產(chǎn)生了兩個作用效果，這個拉力產(chǎn)生了兩個作用效果，方向如圖所示方向如圖所示, ,大小分別為大小分別為F F1 1，F(xiàn) F2 2T=GF1F2F1=FA;F2=FBFAFB由幾何關(guān)系可得F F1 1=F=FA A = = G/CoSG/CoSF F2 2=F=FB B = = GtanGtan第3頁/共15頁1、定義：把力按照兩個選定的相互垂直的方向分解叫力的正交分解2、步驟：選定研究對象，對研究對象進(jìn)行受力分析建系原點： （通常以力的作用點作為坐標(biāo)原點）坐標(biāo)軸：（X、Y雙軸-盡可能多的力落在坐標(biāo)軸上）分解不

5、在坐標(biāo)軸上的力列方程FX合=0FY合=0條件？平衡！三、正交分解三、正交分解解法三：正交分解解法三：正交分解第4頁/共15頁例例1 1：如圖所示，重力為：如圖所示，重力為G G的電燈通過兩根細(xì)繩的電燈通過兩根細(xì)繩OBOB與與OAOA懸掛于兩墻懸掛于兩墻之間，細(xì)繩之間，細(xì)繩OBOB的一端固定于左墻的一端固定于左墻B B點，且點，且OBOB沿水平方向，細(xì)繩沿水平方向，細(xì)繩OAOA掛于右墻的掛于右墻的A A點。點。求：求：當(dāng)細(xì)繩當(dāng)細(xì)繩OAOA與豎直方向成與豎直方向成角時，兩角時，兩細(xì)繩細(xì)繩OAOA、OBOB的拉力的拉力F FA A、F FB B分別是多大分別是多大? ? F FA A = = G/C

6、oSG/CoSF FB B = = GtanGtan解法三：正交分解解法三：正交分解第5頁/共15頁G例例2 2：質(zhì)量為：質(zhì)量為m m的物體放在傾角為的物體放在傾角為的斜面上，它與斜面的滑動摩擦的斜面上，它與斜面的滑動摩擦因數(shù)為因數(shù)為，在水平恒定推力，在水平恒定推力F F的作用下，物體沿斜面勻速向上運動。的作用下，物體沿斜面勻速向上運動。則物體受到的摩擦力是則物體受到的摩擦力是（ ）FNfFA、 mgcosB、 （mgcos+Fsin ）C、Fcos -mgsin D、 Fsin BCF1F2G2G1鞏固強(qiáng)化第6頁/共15頁例4.如圖所示在傾角為的斜面上有一塊豎直放置 的擋板，在擋板和斜面間擱

7、有一個重為G的光滑圓球，試求該球?qū)π泵娴膲毫蛯醢宓膲毫 F1 1= = mg/CoSmg/CoSF F2 2 = = mgtanmgtan第7頁/共15頁四、動態(tài)平衡的解題思路四、動態(tài)平衡的解題思路何謂動態(tài)平衡？何謂動態(tài)平衡？物體在多個力作用下處于平衡狀態(tài)，其中部分力發(fā)生變化，但物體始終處于物體在多個力作用下處于平衡狀態(tài)，其中部分力發(fā)生變化，但物體始終處于受力平衡的狀態(tài)受力平衡的狀態(tài)。例例5 5：如圖所示擋板：如圖所示擋板ABAB和豎直墻之間夾有小球，和豎直墻之間夾有小球，球的質(zhì)量為球的質(zhì)量為m m，則擋板與豎直墻壁之間的夾角，則擋板與豎直墻壁之間的夾角緩慢增加至緩慢增加至=90=90時

8、，時，ABAB板及墻對球壓力如何板及墻對球壓力如何變化？變化？關(guān)鍵字眼：緩慢、逐漸變化第8頁/共15頁思路一：試一下解析法是否可行（自己動手豐衣足食）點評：可以通過正交分解寫出各個力的表達(dá)式，借助表達(dá)式中的變化分析各個力變化的情況。思路二：圖解法物體受三個力作用：重力物體受三個力作用：重力G G，垂直于，垂直于墻的彈力墻的彈力N N1 1和垂直于擋板的彈力和垂直于擋板的彈力N N2 2的的作用，當(dāng)擋板與豎直墻壁之間的夾作用，當(dāng)擋板與豎直墻壁之間的夾角角緩慢增加時物體可以看做處于緩慢增加時物體可以看做處于一系列的動態(tài)平衡狀態(tài)即任意兩一系列的動態(tài)平衡狀態(tài)即任意兩個力的合力一定始終與第三個力等個力的

9、合力一定始終與第三個力等大反向，且構(gòu)成矢量三角形。大反向，且構(gòu)成矢量三角形。都逐漸減小都逐漸減小第9頁/共15頁N1重力大小方向均未發(fā)生變化（將其反向可看作另外兩個力的合力），在整個變化過程中，可看作兩個拉力的合力大小始終為G,方向始終豎直向上，且其中一個分力（N1）方向也始終不變，大小隨著F2的變化而變化，則構(gòu)成的動態(tài)的矢量三角形如圖。N1N2N2,整個變化過程中，由平衡條件知，兩個彈力的整個變化過程中，由平衡條件知，兩個彈力的合力合力N N大小方向都不變大小方向都不變( (等于等于G)G)，與向下的重力，與向下的重力等大反向據(jù)此可知作出幾組平行四邊形，反等大反向據(jù)此可知作出幾組平行四邊形，

10、反映出映出N1N1、N2N2的變化情況，如上圖所示當(dāng)?shù)淖兓闆r，如上圖所示當(dāng)逐逐漸增大時，漸增大時，N2N2與豎直方向的夾角逐漸減小，與豎直方向的夾角逐漸減小，N2N2N2N2N2N2；當(dāng)；當(dāng)9090時，時，N2N2N NG Gmgmg，所以，所以N2N2逐漸減小，逐漸減小，N1N1逐漸減小逐漸減小第10頁/共15頁動態(tài)平衡問題的分析方法：動態(tài)平衡問題的分析方法：(1)(1)解析法：對研究對象的任一狀態(tài)進(jìn)行受力分析，建立平衡方解析法：對研究對象的任一狀態(tài)進(jìn)行受力分析，建立平衡方程，求出應(yīng)變參量與自變參量的一般函數(shù)式，然后根據(jù)自變量的變程，求出應(yīng)變參量與自變參量的一般函數(shù)式，然后根據(jù)自變量的變化

11、確定應(yīng)變參量的變化化確定應(yīng)變參量的變化(2)(2)圖解法：對研究對象進(jìn)行受力分析，再根據(jù)平行四邊形定則圖解法：對研究對象進(jìn)行受力分析，再根據(jù)平行四邊形定則或三角形定則畫出不同狀態(tài)下的力的矢量圖或三角形定則畫出不同狀態(tài)下的力的矢量圖( (畫在同一個圖中畫在同一個圖中) )，然，然后根據(jù)有向線段后根據(jù)有向線段( (表示力表示力) )的長度變化判斷各個力的變化情況的長度變化判斷各個力的變化情況圖解法適用條件：圖解法適用條件：質(zhì)點在質(zhì)點在三個力作用三個力作用下處于平衡狀態(tài)，其中下處于平衡狀態(tài)，其中一個力恒定一個力恒定，一個力的一個力的方向不變，第三個力的大小和方向都變化方向不變，第三個力的大小和方向都變化的情況具體做法是：合的情況具體做法是：合成兩個變力，其合力與恒力等值反向成兩個變力，其合力與恒力等值反向第11頁/共15頁若若保持保持O O點和細(xì)繩點和細(xì)繩OBOB的位置，在的位置，在A A點下移點下移的過程中，細(xì)繩的過程中，細(xì)繩OAOA及細(xì)繩及細(xì)繩OBOB的拉力如何變的拉力如何變化化? ? 例例6 6：接例：接例2 2GGFBFA給出結(jié)論：FA 、FB 不斷增大再練一個第12頁/共15頁GGFBFA保持保持O O點和繩點和繩OAOA的位置，在的位置，在B