《共點(diǎn)力平衡條件的應(yīng)用》參考課件1

第四章第2節(jié)理解教材新知把握熱點(diǎn)考向考向一考向二

考向三應(yīng)用創(chuàng)新演練隨堂基礎(chǔ)鞏固課時(shí)跟蹤訓(xùn)練第2節(jié)共點(diǎn)力平衡條件的應(yīng)用1．物體處于平衡狀態(tài)時(shí)，其合力為零，

物體在某個(gè)方向上合力為零時(shí)，該物

體在這個(gè)方向上也處于平衡狀態(tài)。2．解決共點(diǎn)力作用下的物體平衡問(wèn)題的

基本方法有：力的合成法和分解法、

整體法和隔離法、相似三角形法等。[自學(xué)教材]1．物體的靜態(tài)平衡物體所受的

為零，處于

的平衡狀態(tài)。

2．物體在某個(gè)方向上的平衡若運(yùn)動(dòng)的物體在某個(gè)方向上的

，則在該方向上物體處于

狀態(tài)。合力靜止合力為零平衡[重點(diǎn)詮釋]1．選取研究對(duì)象的方法

(1)整體法：對(duì)物理問(wèn)題的整個(gè)系統(tǒng)或整個(gè)過(guò)程進(jìn)行分析、研究的方法。

(2)隔離法：從研究問(wèn)題的方便性出發(fā)，將物體系統(tǒng)中的某一部分隔離出來(lái)單獨(dú)分析研究的方法。(3)整體法、隔離法的選取原則：通常在分析外力對(duì)系統(tǒng)的作用時(shí)，用整體法；在分析系統(tǒng)內(nèi)各物體(或一個(gè)物體的各部分)間相互作用時(shí)，用隔離法；有時(shí)解答一個(gè)問(wèn)題需要多次選取研究對(duì)象，整體法和隔離法交替應(yīng)用。2．處理共點(diǎn)力平衡時(shí)常用的方法

(1)合成法與分解法：對(duì)于三力平衡問(wèn)題，具體求解時(shí)有兩種思路：一是將某兩個(gè)力進(jìn)行合成，將三力轉(zhuǎn)化成二力，構(gòu)成一對(duì)平衡力；二是將某個(gè)力沿另兩個(gè)力的反方向進(jìn)行分解，將三力轉(zhuǎn)化為四力，構(gòu)成兩對(duì)平衡力，該法常用于三力中有兩個(gè)力相互垂直的平衡問(wèn)題。

(2)正交分解法：物體所受的合力為零，則在任一方向上物體所受的合力都為零，如果把物體所受的各個(gè)力進(jìn)行正交分解，即將各力分別分解到x軸和y軸上，則共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件還可以表示為：Fx合＝0，F(xiàn)y合＝0。(3)相似三角形法：“相似三角形”的主要性質(zhì)是對(duì)應(yīng)邊成比例，對(duì)應(yīng)角相等。在物理中，一般當(dāng)涉及矢量運(yùn)算，又構(gòu)建了三角形時(shí)，若該三角形與圖中的某幾何三角形為相似三角形，則可用相似三角形法解題。圖4－2－1(4)矢量三角形法：物體受同一平面內(nèi)三個(gè)互不平行的力作用平衡時(shí)，這三個(gè)力的矢量箭頭首尾相接(如圖4－2－1所示)，構(gòu)成一個(gè)矢量三角形。若三個(gè)力的矢量箭頭首尾相接恰好構(gòu)成三角形，則這三個(gè)力的合力必為零。利用三角形法，根據(jù)正弦定理、余弦定理或相似三角形等數(shù)學(xué)知識(shí)可求得未知力。矢量三角形作圖分析法優(yōu)點(diǎn)是直觀、簡(jiǎn)便，但它僅適于解決三力平衡問(wèn)題。圖4－2－2

如圖4－2－2所示，一箱蘋果沿著傾角為θ的斜面，以速度v勻速下滑。在箱子的中央有一個(gè)質(zhì)量為m的蘋果，它受到周圍蘋果對(duì)它的作用力的方向

(

)A．沿斜面向上B．沿斜面向下C．豎直向上

D．垂直斜面向上解析：箱子沿斜面勻速下滑，處于平衡狀態(tài)，此時(shí)箱子中央質(zhì)量為m的蘋果所受合外力為零，質(zhì)量為m的蘋果所受重力豎直向下，故周圍蘋果對(duì)它的作用力方向豎直向上，C正確，A、B、D錯(cuò)誤。答案：C求解平衡問(wèn)題的常用方法[例1]

如圖4－2－3所示，質(zhì)量為m1的物體甲通過(guò)三段輕繩懸掛，三段輕繩的結(jié)點(diǎn)為O。輕繩OB水平且B端與放置在水平面上的質(zhì)量為m2的物體乙相連，輕繩OA與豎直方向的夾角θ＝37°，物體甲、乙均處于靜止?fàn)顟B(tài)。(已知：sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，tan37°＝0.75，g取10m/s2。設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力)求：圖4－2－3(1)輕繩OA、OB受到的拉力是多大？

(2)物體乙受到的摩擦力是多大？方向如何？

(3)若物體乙的質(zhì)量m2＝4kg，物體乙與水平面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝0.3，則欲使物體乙在水平面上不滑動(dòng)，物體甲的質(zhì)量m1最大不能超過(guò)多少？[思路點(diǎn)撥]解答本題時(shí)應(yīng)把握以下三點(diǎn)：(1)平衡時(shí)結(jié)點(diǎn)O受平衡力作用，三個(gè)力的合力為零。(2)OB繩的拉力與乙所受摩擦力平衡。(3)甲的質(zhì)量最大時(shí)乙所受摩擦力達(dá)最大值。[借題發(fā)揮](1)對(duì)處于平衡的物體受力分析時(shí)，采用合成法和分解法均可，但要注意研究的對(duì)象。

(2)分解法和平衡法區(qū)別：①研究對(duì)象不同：力的分解法研究的是某一個(gè)力，而平衡法研究的是處于平衡狀態(tài)的某一物體或某一點(diǎn)。②解題的依據(jù)不同：力的分解法是根據(jù)某個(gè)力的作用效果，而平衡法是根據(jù)物體的受力平衡條件。在上例中，若物體甲的質(zhì)量為m1″＝2kg，物體乙與水平面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝0.3，則欲使物體乙在水平面上不滑動(dòng)，物體乙的質(zhì)量至少是多少？答案：5kg整體法和隔離法處理平衡問(wèn)題

[例2]如圖4－2－4所示，人重600N，木板重400N，人與木板、木板與地面間動(dòng)摩擦因數(shù)皆為0.2，現(xiàn)在人用水平力拉繩，使他與木板一起向右勻速運(yùn)動(dòng)，則(

)A．人拉繩的力是200NB．人拉繩的力是100NC．人的腳給木板的摩擦力向右

D．人的腳給木板的摩擦力向左圖4－2－4[思路點(diǎn)撥]解答本題時(shí)應(yīng)注意以下兩點(diǎn)：(1)人與木板均處于平衡狀態(tài)。(2)人與木板間的摩擦力為靜摩擦力。[解析]

取人和木板作為一個(gè)整體，向右運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的摩擦力f＝μN(yùn)＝μ(G1＋G2)＝200N，由平衡條件得，兩繩的拉力均為100N，B正確。再取木板研究，受到人的摩擦力f′＝f－F拉＝200N－100N＝100N，方向向右。C正確。

[答案]

BC[借題發(fā)揮]當(dāng)一個(gè)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)時(shí)，組成系統(tǒng)的每一個(gè)物體都處于平衡狀態(tài)。一般地，當(dāng)求系統(tǒng)內(nèi)各部分間的相互作用時(shí)用隔離法；求系統(tǒng)受到外力作用時(shí)用整體法。整體法的優(yōu)點(diǎn)是研究對(duì)象少，未知量少，方程數(shù)少，求解較簡(jiǎn)捷。在實(shí)際應(yīng)用中往往將二者結(jié)合應(yīng)用。1.兩個(gè)相同的質(zhì)量均為m的物體用兩塊同樣的木板A、B夾住，使系統(tǒng)靜止，如圖4－2－5所示，所有接觸面均在豎直平面內(nèi)，求兩物體之間的摩擦力。解析：先對(duì)兩個(gè)物體組成的整體受力分析可得2f＝2mg。解得木板對(duì)物體的摩擦大小f＝mg，方向豎直向上，再隔離物體1分析可得，此時(shí)木板對(duì)物體1的摩擦力與物體1的重力平衡，故兩物體之間無(wú)摩擦力。答案：0圖4－2－5圖解法分析平衡問(wèn)題[例3]用兩根細(xì)繩OA、OB懸掛一個(gè)重物G，如圖4－2－6所示，其中繩OA沿水平方向，OB沿斜上方?，F(xiàn)保持O位置不動(dòng)，逐漸向上移動(dòng)A點(diǎn)直至細(xì)繩OA變?yōu)樨Q直。在這個(gè)過(guò)程中，OA、OB繩上的拉力如何變化？圖4－2－6[思路點(diǎn)撥]解答本題應(yīng)把握以下三點(diǎn)：(1)重物對(duì)O點(diǎn)拉力的作用效果是對(duì)BO、AO繩產(chǎn)生拉力。(2)沿AO、BO方向分解重物的拉力。(3)改變A點(diǎn)位置，分解重物的拉力。[解析]

如圖所示，A1、A2為繩OA由水平方向變?yōu)樨Q直方向的過(guò)程中，繩的A端先后經(jīng)過(guò)的幾個(gè)位置。重物對(duì)O點(diǎn)的拉力F的大小等于重物的重力G，方向豎直向下。當(dāng)A先后經(jīng)過(guò)各個(gè)位置時(shí)，將拉力F沿細(xì)繩的方向分解，由圖知OA受到的拉力先減小后增加，OB繩受到的拉力一直減小。

[答案]

OA繩上的拉力先減小后增加，OB繩上的拉力一直減小[借題發(fā)揮](1)對(duì)研究對(duì)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力的矢量關(guān)系圖，然后根據(jù)有向線段的長(zhǎng)度變化判斷各個(gè)力的變化情況，這種方法叫做圖解法。

(2)利用圖解法分析力的變化規(guī)律時(shí)，應(yīng)當(dāng)分析清哪個(gè)力是恒定不變的，哪個(gè)力是方向一定的，哪個(gè)力的大小和方向均改變，同時(shí)要分析出現(xiàn)最小值的力的條件。2．如圖4－2－7所示，是給墻壁粉刷涂料用的涂料滾的示意圖，使用時(shí)，用撐桿推著粘有涂料的涂料滾沿墻壁上下緩慢滾動(dòng)，把涂料均勻粉刷到墻上，撐桿的重量和墻壁的摩擦力都忽略不計(jì)。而且撐桿足夠長(zhǎng)，粉刷工人站在離墻壁一定距離處緩慢上推涂料滾，關(guān)于該過(guò)程中涂料滾對(duì)撐桿的壓力F1、涂料滾對(duì)墻壁的壓力F2，以下說(shuō)法正確的是(

)圖4－2－7A．F1增大，F(xiàn)2減小 B．F