高中物理人教必修一3.5共點力平衡課件(共18張PPT)

1、3.5共點力的平衡 三個人兩根竹竿，扛一塊大石頭，誰更累呢？或許一樣吧！ 圖甲乙丙丁分別畫出了重力為G的木棒在力F1和F2的共同作用下處于平衡狀態(tài)的情況，這些力都位于同一平面內(nèi)。根據(jù)每幅圖中各個力作用線的關(guān)系，可以把上述四種情況的受力分成兩類，你認(rèn)為哪些情況屬于同一類？你是根據(jù)什么來劃分的？平行沒有交點 幾個力如果都作用在物體的同一點，或者它們的作用線相交于一點。共點力非共點力它們的作用線是平行的，沒有交點。一、共點力平衡的條件平衡狀態(tài)勻速直線運(yùn)動狀態(tài)保持靜止?fàn)顟B(tài) 想一想，受共點力作用的物體，在什么條件下才能保持平衡呢？mgFNmgF拉 作用在同一物體上的兩個力，如果大小相等、方向相反，并且在

2、同一條直線上，這兩個力平衡。二力平衡時物體所受的合力為0。 如果物體受到多個共點力作用，我們可以逐步通過力的合成，最終等效為兩個力的作用。如果這兩個力的合力為0，則意味著所有力的合力等于0，物體將處于平衡狀態(tài)。mgFNF牽Ff四力平衡因此，在共點力作用下物體平衡的條件是合力為0。靜止勻速直線平衡狀態(tài)二力平衡靜止在水平面上的物體四力平衡水平勻速行駛的汽車勻速下落的雨滴水平力推桌未動三力平衡FfmgFN物塊靜止在斜面上FfmgFN物體沿斜面勻速下滑例題1、某幼兒園要在空地上做一個滑梯（圖甲），根據(jù)空地的大小，滑梯的水平跨度確定為6m。設(shè)計時，滑板和兒童褲料之間的動摩擦因數(shù)取0.4，為使兒童在滑 梯

3、游戲時能在滑板上滑下，滑梯至少要多高？FfmgFN解：（1）確定研究對象，構(gòu)建模型： （2）對這個物體進(jìn)行受力分析：順序：豎直向下的重力mg；垂直斜面向上的支持力FN；沿斜面向上的摩擦力Ff；（3）應(yīng)用二力平衡模式或建立直角坐標(biāo)系轉(zhuǎn)化為四力平衡的模式： 沿平行和垂直于斜面兩個方向建立直角坐標(biāo)系。把重力mg沿兩坐標(biāo)軸方向分解為F1和F2，這樣的分解稱為正交分解。ABCmgFN FfxyF1 F2 設(shè)斜面傾角為，由于F2垂直于AB、 F1垂直于AC，故F2和F1的夾角也等于。 用l、b和h 分別表示AB、AC和BC的長度。直角三角形中三角函數(shù)關(guān)系可知：（4）判斷物體的運(yùn)動方向，求合力F合 根據(jù)共點

4、力平衡的條件F合 =0在y軸方向上F2-FN=0在x軸方向上 F1-Ff=0由于Ff=FN聯(lián)立可求得解得h=b=0.46m=2.4m正交分解法yxFmgFNFfF1F2共點力的平衡條件：在共點力作用下物體平衡的條件是合力為0。公式表示為：F合=0Fx= 0 Fy= 0 或轉(zhuǎn)化為四力平衡例題2、生活中常用一根水平繩拉著懸吊重物的繩索來改變或固定懸吊物的位置。如圖3.5-2，懸吊重物的細(xì)繩，其O點被一水平繩BO牽引，使懸繩AO段和豎直方向成角。若懸吊物所受的重力為mg，則懸繩AO和水平繩BO所受的拉力各等于多少？解：（1）確定研究對象，構(gòu)建模型：結(jié)點 （2）對這個物體進(jìn)行受力分析：三根繩子給的拉力

5、FF1F2F3解法一：合成法轉(zhuǎn)化為二力平衡。任意兩個力的都與第三力平衡F3=mg課本里用1、2與3求平衡，我們還可以用1、3與2或2、3與1求平衡，只不過平行四邊形不好畫。F4yx解法二：正交分解法轉(zhuǎn)化為四力平衡 如圖，以O(shè)為原點建立直角坐標(biāo)系。F2方向為x軸正方向，向上為y軸正方向。 F1在兩坐標(biāo)軸方向的分矢量分別為F1x 和F1y。因x、y兩方向的合力都等于0，可列方程F1F2F3F1xF1y在x軸方向上F2 -F1x=0在y軸方向上F1yF3=0F1x=F1sinF1y=F1cos直角三角形中三角函數(shù)關(guān)系可知：F2 -F1sin=0即F1cos-mg=0F1 mg/cos F2 mgtan聯(lián)立可求得正交分解法 使用正交分解法，幾個力當(dāng)中有兩個以上的力是互相垂直的才使用，否則用合成法。課后練習(xí)1：物體在五個共點力的作用下保持平衡。如果撤去力F1，而保持其余四個力不變，請在圖上畫出這四個力的合力大小和方向。任意兩個力的都與第三力平衡解：合成法轉(zhuǎn)化為二力平衡。所以其余四個力的合力大小必然與F1等大反向。F合一、共點力平衡的條件1、平衡狀態(tài)勻速直線運(yùn)動狀態(tài)保持靜止?fàn)顟B(tài)2、在共點力作用下物體平衡的條件是合力為0。Fx= 0 Fy= 0正交分解法轉(zhuǎn)化為四力平衡合成法轉(zhuǎn)化為二力平衡，F(xiàn)合=0。任意兩個力的都與第三力平衡 3、使用正交分解法，幾個力當(dāng)中有兩個以上的力是互相