力與平衡講課

力與平衡講課第1頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月感悟平衡之美圖1：蘑菇石圖2：商場電梯上的人第2頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月圖3：遠古巨石圖4：平穩(wěn)飛行的飛機第3頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月第4頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月提出問題：在自然界物體存在的形式是多種多樣的。矗立的巖石和各類建筑，馬路上逐漸加速的汽車，勻速上升的電梯上站立的人，繞太陽運轉(zhuǎn)的地球等等。我們描述某些物體狀態(tài)時常用“平衡”這個詞。大家能否聯(lián)想一下自己的日常生活中的例子，哪些物體是平衡的？在物理學(xué)中“平衡”這個詞究竟是什么含義呢？

物體保持靜止或者做勻速直線運動的狀態(tài)叫平衡狀態(tài)，這里包括速度恒為零的靜止?fàn)顟B(tài)，是一種靜態(tài)的平衡；也包括運動間的平衡，即速度不為零、但大小方向都不變的勻速直線運動狀態(tài)。第5頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月1、平衡狀態(tài)是指物體的運動狀態(tài)保持不變下列運動狀態(tài)屬于平衡狀態(tài)的有（）A:靜止B:自由落體運動C:勻速直線運動D:勻速圓周運動AC思考：那么力的平衡要滿足什么條件呢？第6頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月勻速升空站立GN二力平衡大小相等方向相反同一直線一對平衡力的合力為零一、共點力的概念幾個力作用于物體上的同一點或幾個力的作用線相交于同一點，這幾個力叫做共點力第7頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月方案13、三個共點力作用下物體的平衡條件猜想假設(shè)實驗設(shè)計F1F2F3方案2方案3F1F2F3F31F32F1F2F3F12F合=0第8頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月因此由實驗可得出結(jié)論:三個共點力作用下物體的平衡條件為:F合=0由實驗收集的數(shù)據(jù)可知：F12與F3大小相等，方向相反，在一條直線上。(F12表示F1、F2的合力）三個共點力作用下物體的平衡條件第9頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月F1F2F3F121、F12=F3(F12表示F1、F2的合力）2、F13=F2(F13表示F1、F3的合力）3、F23=F1(F23表示F1、F3的合力）F2F1F3F13F2F1F3F23即：當(dāng)物體所受三個共點力而處于平衡狀態(tài)，那么其中任意兩個力的合力一定與第三個力大小相等、方向相反、作用在同一條直線上?！逨合=0即F1+F2+F3=0∴F1+F2=-F3F1+F3=-F2

F2+F3=-F1第10頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月推廣：物體在三個以上共點力作用下的平衡條件是所受合力也為零。即F合＝0推論：當(dāng)物體處于平衡時，它所受的某一個力與其余的力的合力等值反向。尋找三個以上的共點力的平衡條件

：根據(jù)力的合成定則，我們可以把任意兩個共點力用一個力代替，據(jù)此，逐步的等效簡化，三個以上的共點力最終也都可以等效簡化為兩個共點力?？梢娙齻€以上的共點力的平衡最終也都可以等效簡化為二力平衡。二力平衡的物體合外力為零。F123F12F1F4F3F2如四個力的簡化第11頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月知識鞏固二、共點力作用下物體的平衡1．平衡狀態(tài)物體處于

或

的狀態(tài)．2．共點力的平衡條件：

F合＝0靜止勻速直線運動第12頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月知識鞏固

三、共點力平衡的幾條重要理論1．二力平衡：如果物體在兩個共點力的作用下處于平衡狀態(tài)，這兩個力必定大小

，方向

．2．三力平衡：如果物體在三個共點力的作用下處于平衡狀態(tài)，其中任意兩個力的合力一定與第三個力大小

、方向

．相等相反相等相反第13頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月知識鞏固3．多力平衡：如果物體受多個力作用處于平衡，其中任何一個力與其余力的合力大小

，方向

．相反相等第14頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月課后熱身1一物體同時受到共面的三個力的作用，下列幾組力的合力可以為0的是()A.5N、7N、8NB.5N、2N、3NC.1N、5N、10ND.1N、10N、10NABD第15頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月課后熱身2.兩個物體A和B，質(zhì)量分別為M和m，用跨過定滑輪的輕繩相連，A靜止于水平地面上，如圖1-4-1所示，不計摩擦，A對繩的作用力的大小與地面對A的作用力的大小分別為()A.mg,(M-m)gB.mg,MgC.(M-m)g,MgD.(M+m)g,(M-m)g圖1-4-1A第16頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月Ⅱ：求解共點力作用下平衡問題的解題步驟：（1）確定研究對象（2）對研究對象進行受力分析，并畫受力圖；（3）據(jù)物體的受力和已知條件，采用力的合成、分解、圖解、正交分解法，確定解題方法；（4）解方程，進行討論和計算。第17頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月例題用繩子將鳥籠掛在一根棟梁上，OA與橫梁的夾角600，OA與OB垂直，如圖所示。若鳥籠重為20N。求⑴繩子OC對鳥籠的拉力；⑵繩子OA和OB對結(jié)點O的拉力。解：⑴對鳥籠分析T由二力平衡得OC對鳥籠的拉力的大小為T=G=20N⑵對結(jié)點分析GF12TF1F2600由共點力的平衡得：Ｆ12＝ＴF1=F12cos600F2=F12sin600點對象明受力表依據(jù)由三角函數(shù)關(guān)系得對力的處理代入數(shù)據(jù)，可解得：Ｆ１=10N,F2=10N第18頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月解法２對結(jié)點分析(如圖)TF1F2按平行四邊形定則分解ＴＴ2T1600由三角函數(shù)可得T1=Tcos600T2=Tsin600根據(jù)共點力的平衡條件得F1=T1F2=T2代入數(shù)據(jù)，可解得：Ｆ１=10N,F2=10N第19頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月解法３對結(jié)點分析(如圖)由共點力的平衡條件知：平移各力后一定是封閉的三角形由三角函數(shù)可得F1=Tsin300F2=Tcos300代入數(shù)據(jù)，可解得TF2F130°第20頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月解：對球受力分析（如圖）GF1F2G2G1將G分解得由共點力的平衡條件得到4、如圖所示，如果籃球的重Ｇ=15Ｎ，α=300.求:細繩對球的拉力和墻面對球的支持力各是多少.G2=Gtan300=15×=5NG1=G/cos300=15/()=10N細繩對球的拉力F1=G1=10N墻面對球的支持力F2=G2=5N第21頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月

例1：有兩條繩子a和b使小球處于靜止?fàn)顟B(tài)。已知球質(zhì)量m，b水平，a與墻的夾角為θ。求a繩對小球拉力F1

和b對小球的拉力F2。

解:1.選小球為研究對象2.受力分析(如圖)：該球受三個力的作用,即:小球的重力mg,a對O點的拉力F1，b對O點的拉力F23.合成，計算方向都沿繩的收縮方向二、三力平衡問題第22頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月Ⅲ.平衡種類和穩(wěn)度（1）平衡種類:1.不穩(wěn)定平衡2