(1)物體的平衡.ppt

1、高級(jí)中學(xué)物理奧運(yùn)會(huì)課外，首頁(yè)，姚沙發(fā)QQ: 1368988297，第一講物體的平衡，基本知識(shí)和方法，1，力學(xué)中物體的平衡概念，2，應(yīng)用平衡條件問(wèn)題解決主義，3，靜態(tài)平衡的穩(wěn)定性，4，質(zhì)點(diǎn)組(或事例16，) 粒子平衡是必要的充分條件：第二，應(yīng)用平衡條件問(wèn)題解決：(a)，粒子的力必須是公共點(diǎn)力，可以用0解決粒子平衡問(wèn)題，使用公共點(diǎn)力的合力，示例1，圖，水平天花板和垂直墻之間沒(méi)有質(zhì)量的平滑繩索，以及通過(guò)平滑輕滑輪拖動(dòng)的長(zhǎng)度為2.5米，OA 在繩子上求張力T的大小。討論：(1) b固定，a緩慢向左移動(dòng)時(shí)t如何變化？(2)當(dāng)a固定，b慢慢向上時(shí)，t如何變化？(2)應(yīng)用對(duì)象平衡的本質(zhì)，平衡條件來(lái)注意(1)

2、，解釋?zhuān)海淞θ鐖D所示。如圖所示，(1) B固定，A緩慢向左移動(dòng)時(shí)T如何變化？(2) a固定，b慢慢向上移動(dòng)時(shí)，t發(fā)生了什么變化？A向左移動(dòng)時(shí)，ACB的長(zhǎng)度已確定，因此OB減小，增大時(shí)T增大。B位置保持不變，因?yàn)楫?dāng)B向上移動(dòng)時(shí)，ACB的長(zhǎng)度保持不變。(1)，(2)的情況下，請(qǐng)想想皮帶輪是如何移動(dòng)的。應(yīng)用平衡條件以獲得注意事項(xiàng)(a)、例2，證明圖中所示的三個(gè)人舉起統(tǒng)一的三角形木板時(shí)所用的力是相同的。A，B，C，證明：木板力如圖所示。選擇旋轉(zhuǎn)軸的方法是否更合理？BC作為旋轉(zhuǎn)軸，因此可以分別使用AC、AB邊作為軸。所以有。，1，正確確定力的方向，并且“反證法”證明的精度不在F3牙齒F1和F2確定的平

3、面內(nèi)，F(xiàn)1和F2的合力F12不能與F3反轉(zhuǎn)。如果只是F3牙齒F1和F2的交點(diǎn)P，則對(duì)于與通過(guò)P點(diǎn)的F3不平行的旋轉(zhuǎn)軸，合力不得為零牙齒。如圖所示，如果(2) n個(gè)力平衡，其中(n-1)個(gè)力在一點(diǎn)相交且交點(diǎn)已知，則可以準(zhǔn)確確定第n個(gè)力的方向?；鶞?zhǔn)：如果n個(gè)力平衡，其中(n-1)個(gè)力在一點(diǎn)相交，則第n個(gè)力的作用力線必須通過(guò)牙齒點(diǎn)。用反證法證明，如果第n個(gè)力不超過(guò)牙齒點(diǎn)，則力對(duì)牙齒點(diǎn)的力矩不等于0牙齒，其他(n-1)力對(duì)牙齒軸的力矩為零，因此n個(gè)力對(duì)牙齒軸的合力不等于0牙齒。這與平衡條件相矛盾。應(yīng)用平衡條件，注意(3)，應(yīng)用平衡條件，注意(3)，2，大致確定力的方向，A，b是無(wú)摩擦鉸鏈連接。尋找將系

4、統(tǒng)平衡加入至c點(diǎn)的力f大小和方向。解決方案：F可以指向AC的左邊嗎？f能指向BC的右側(cè)嗎？f的方向只能夾在ACB之間。你還能一般判斷天花板作用桿的力n的方向嗎？先近似確定f的方向。1，應(yīng)用平衡條件以注意(3)、BC桿、在上例中，隨機(jī)假設(shè)F的方向(例如圖)，F(xiàn):(4)完全分析和隔離分析方法的合理使用，1，有時(shí)只有同時(shí)使用兩種茄子方法才能問(wèn)題解決，以上示例。2，有時(shí)只能問(wèn)題解決到隔離法或整體法。示例4，如圖所示，A是無(wú)摩擦鉸鏈，AB是L的輕型木板。所有接觸都是光滑的。球的半徑為R，重量為G。幾點(diǎn)拉F最?。坑酶綦x法解：，所以，提問(wèn)后，僅憑整個(gè)方法就能解決牙齒問(wèn)題嗎？試一試。如果渡邊杏的話，想想原因吧

5、。3，有時(shí)需要使用隔離方法才能問(wèn)題解決，如果需要系統(tǒng)的內(nèi)力，則需要分離兩個(gè)物體將內(nèi)力轉(zhuǎn)換為外力以研究?jī)?nèi)力。在上例中，如果需要球和木板之間的相互作用力N，N牙齒，則必須使用隔離方法。應(yīng)用平衡條件注意(4)，4，不需要系統(tǒng)內(nèi)力的時(shí)候，通常整體方法比較簡(jiǎn)單。例5，如圖所示，兩個(gè)小球m1，m2用絕緣等長(zhǎng)度的細(xì)線掛在同一點(diǎn)，兩個(gè)球帶Q1，Q2的電，兩個(gè)球因排斥而偏離兩條細(xì)線的試驗(yàn)證明：m1m2，12。證明：因?yàn)椴恍枰到y(tǒng)的內(nèi)力(小球m1球m2繩)，所以不需要系統(tǒng)的內(nèi)力，所以可以使用整體法。系統(tǒng)在受力。也可以用隔離法證明牙齒問(wèn)題。每個(gè)(小球m1右側(cè)連接繩)、l、l、m2g、m1m2、o、可以用隔離和整體法

6、解決的主題必須用隔離法解決。但不一定很簡(jiǎn)單。1，應(yīng)用平衡條件，反映注意(4)，3，平衡的穩(wěn)定性，克服平衡物體受到的(破壞平衡的)小擾動(dòng)的性能。(a)概念：1，穩(wěn)定平衡，2，不穩(wěn)定平衡，2，3，偶然平衡，3，平衡的穩(wěn)定性，1，2，力矩分析：確保物體偏離平衡位置后接收的力矩總是將物體轉(zhuǎn)動(dòng)到平衡位置。3，重心上升(如果有重心變化)分析：觀察物體偏離平衡位置后重心高度如何變化。4，勢(shì)能分析：看物體偏離平衡位置后勢(shì)能變化的情況。，例6，將懸掛的均勻棍子慢慢地放入水中。木棍浸入水中后，木棍開(kāi)始傾斜嗎？，1，o，C，T，G，F(xiàn)，擾動(dòng)，b，棍子的穩(wěn)定平衡和不穩(wěn)定的平衡不倒翁傾斜為了在水平桌子上失去穩(wěn)定的平衡，

7、可以將塑料泥固定在頭頂?shù)腒上。至少要加多少泥？k，d，h，r，o，k，o，解決方案：d，平衡的穩(wěn)定性，1，2，k，d，o，c，f，n，a，g，OCA中，因?yàn)檎叶ɡ?，k，d所以至少是塑料泥漿，平衡的穩(wěn)定性，、G、C、F、B、決策方法B、C外是穩(wěn)定的均衡，否則是不穩(wěn)定的均衡。讓浮體圍繞重心旋轉(zhuǎn)一個(gè)小角度，看看旋轉(zhuǎn)后的浮心在旋轉(zhuǎn)后的重力作用力線的位置。越過(guò)重力作用線，就成為穩(wěn)定的平衡，否則就成為不穩(wěn)定的平衡。f和g的力偶距離增加船體的傾斜。f和g的力偶距離重置船體。平衡的穩(wěn)定性，4，質(zhì)點(diǎn)組(或剛體)的質(zhì)心和重心，(1)質(zhì)心，1，質(zhì)心的概念，質(zhì)心是一個(gè)質(zhì)點(diǎn)：(1)固定相對(duì)質(zhì)點(diǎn)組(或剛體)的位置，(以

8、后在力學(xué)中，將證明由以下公式計(jì)算的C點(diǎn)是符合上述條件的點(diǎn)！粒子組的質(zhì)心和重心，2，質(zhì)心位置計(jì)算公式，c，m1，mi，m2，x，y，質(zhì)量組的質(zhì)心和質(zhì)心，o，質(zhì)心的組合規(guī)律將一組粒子分為幾個(gè)粒子組。由每個(gè)組的質(zhì)心組成的新質(zhì)心組的質(zhì)心如下所示：中心、均勻球體或球體殼的質(zhì)心：球體中心，示例7，通過(guò)由7個(gè)厚度相同的均勻條組成的導(dǎo)出架來(lái)獲得質(zhì)心C的位置，如圖所示。，分析：為了簡(jiǎn)單的計(jì)算，建立坐標(biāo)系，如圖所示。線密度。可以斷定質(zhì)點(diǎn)組的質(zhì)心和重心，質(zhì)心C必須在車(chē)床所在的平面內(nèi)！例8，如圖所示，有一個(gè)均勻的薄圓盤(pán)，在上面挖了一個(gè)圓孔。求其質(zhì)心。(大衛(wèi)亞設(shè)，美國(guó)電視電視劇，質(zhì)量)，O，O1，R，R，R，對(duì)稱(chēng)分析表

9、明，期望的質(zhì)心是O，O1，設(shè)置坐標(biāo)系，如圖所示。假設(shè)填充挖出來(lái)的部分，將有孔的圓盤(pán)恢復(fù)為完整的圓盤(pán)。(O1中有質(zhì)心的小電路板質(zhì)心位于O2中有孔的電路板)系統(tǒng)的質(zhì)心位于O點(diǎn)。質(zhì)心O的坐標(biāo)是，(2)重心，1，重心的概念，質(zhì)點(diǎn)組(或剛體)各部分重力合力的作用點(diǎn)c .2，重心的計(jì)算，一般質(zhì)點(diǎn)組(或剛體)各部分的重力是平行力，求重心是求東向平行力的合力的作用點(diǎn)。(1)假設(shè)各部分的重力作用點(diǎn)位于一條支線上，各部分的重力合力建立一維坐標(biāo)系，在牙齒線上添加另一個(gè)力F以平衡質(zhì)點(diǎn)組(或剛體)。因此，概括了(2)通常重心的計(jì)算(導(dǎo)出過(guò)程中的一點(diǎn))、一組點(diǎn)的質(zhì)心和重心，以及如果各部分的重力是平行力，則重心和質(zhì)心位置匹配。3，重心與質(zhì)心的差，(1)是兩個(gè)完全不同的茄子概念，(2)當(dāng)各部分的重力不平行時(shí)，兩個(gè)位置不一致。想想重力為零的地方，物體的重心在哪里。-嗯？質(zhì)心在哪里？-嗯？研究一下地球上的一對(duì)超大型啞鈴的重心和質(zhì)心位置！-嗯？要注意，以質(zhì)點(diǎn)組的質(zhì)心和重心，5，摩擦，(1)摩擦力的方向判定，物體徐璐接觸的部位為研究對(duì)象，研究相對(duì)運(yùn)動(dòng)情況。這在物體各個(gè)部位的運(yùn)動(dòng)情況不同時(shí)尤其應(yīng)該如此。1，用力踩自行車(chē)時(shí)前后車(chē)輪的摩擦(滑動(dòng)或靜態(tài)摩擦)，2，將未旋轉(zhuǎn)的