高中物理复习课件2.3共点力的平衡.ppt

1.处理共点力平衡问题常用的方法,要点一 共点力平衡问题的处理方法,学案3 共点力的平衡,2.解决动态平衡、临界与极值问题的常用方法,1.选取研究对象 根据题目要求,选取某物体(整体或局部)作为研究对象，在平衡问题中，研究对象常有三种情况： (1)单个物体。若是有关共点力平衡的问题，可以将物体受到的各个力的作用点全部画到物体的几何中心上；否则各个力的作用点不能随便移动，应画在实际作用位置上。 (2)多个物体(系统)。在分析外力对系统的作用时，用整体法；在分析系统内各物体间的相互作用时，用隔离法，其关键是找物体之间的联系，相互作用力是它们相互联系的纽带。 (3)几个物体的结点。几根绳或绳和棒之间的结点常常是平衡问题的研究对象。 2.分析研究对象的受力情况，并作出受力图 (1)确定物体受到哪些力的作用，不能添力，也不能漏力，受力分析通常按重力、弹力、摩擦力等力的顺序来分析。 (2)准确画出受力示意图，力的示意图关键是力的方向要确定，要养成准确画图的习惯。 3.选取研究方法合成法或分解法 在解题中采用合成法还是分解法应视具体问题而定，通常利用正交分解法求解平衡问题。 4.利用平衡条件建立方程并求解 (1)利用合成法分解问题时，其平衡方程为：F合=0。 (2)利用分解法特别是正交分解法分析平衡问题时，其平衡方程为：Fx=0，Fy=0。 (3)关于坐标轴的选取，一般选外力多的方向为坐标轴，使力的分解个数少，计算简化。,名师支招： (1)物体受三个力平衡时，利用力的分解法或合成法比较简单。 (2)解平衡问题建立坐标系时应使尽可能多的力与坐标轴重合，使需要分解的力最少。物体受四个以上的力作用时一般要采用正交分解法。,要点二 应用平衡条件解题的一般步骤,【例1】(单项选择)在粗糙水平面上放着一个三角形木块abc，在它的两个粗糙斜面上分别放有质量为m1和m2的两个物体， m1m2，如图2-3-1所示，若三角形木块和两物体都是静止的，则粗糙水平面对三角形木块( ) A.有摩擦力的作用，摩擦力的方向水平向右 B.有摩擦力的作用，摩擦力的方向水平向左 C.有摩擦力的作用，但摩擦力的方向不能确定，因m1、m2、1、2的数值均未给出 D.以上结论都不对,热点一 “整体法”和“隔离法”在共点力平衡问题中的应用,图2-3-1,D,【名师支招】灵活地选取研究对象可以使问题简化；对于都处于平衡状态的两个物体组成的系统，在不涉及内力时，优先考虑整体法。,【解析】解法一(隔离法)：把三角形木块隔离出来，它在两个斜面上分别受到两木块对它的压力N1、N2，摩擦力f1、f2。由两木块的平衡条件知， 这四个力的大小分别为 N1m1gcos1 N2m2gcos2 f1=m1gsin1 f2m2gsin2 它们的水平分力的大小(如图2-3-2所示)分别为 N1x= N1sin1=m1gcos1sin1 N2xN2sin2m2gcos2sin2 f1xf1cos1m1gcos1sin1 f2xf2cos2m2gcos2sin2 其中N1xf1x，N2xf2x 即它们的水平分力互相抵消，木块在水平方向无滑动趋势，因此不受粗糙水平面的摩擦力作用。 解法二(整体法)：由于三角形木块和斜面上的两物体都静止，可以把它们看成一个整体，如图2-3-3所示，竖直方向受到重力(m1+m2+M)g和支持力N的作用处于平衡状态，水平方向无任何滑动趋势，因此不受粗糙水平面的摩擦力作用。,图2-3-2,图2-3-3,1,【答案】 (M+m)g mgtan,如图2-3-4所示，质量为M的直角三棱柱A放在水平地面上，三棱柱的斜面是光滑的，且斜面倾角为。质量为m的光滑球B放在三棱柱和光滑竖直墙壁之间，A和B都处于静止状态，求地面对三棱柱的支持力和摩擦力各为多少？,图2-3-4,【例2】如图2-3-5所示，一个质量为m=8 kg的物体置于倾角为37的斜面上，在水平力F作 用下保持静止。求下列情况下物体与斜面之间的静摩擦力的大小和方向。(g取10 m/s2) (1)F=50 N；(2)F=60 N；(3)F=70 N。,【名师支招】(1)正交分解法是解决共点力平衡问题的普遍方法，尤其是多力作用下物体处于平衡状态时，用正交分解法更为简捷方便。 (2)建立坐标系时，应以尽量少分解力，解决问题方便为原则。,图2-3-5,图2-3-6,【解析】设物体所受到的静摩擦力沿斜面向下，则物体受力如图2-3-6所示。 据平衡条件可得 Fcos-f-mgsin=0 N-Fsin-mgcos=0 由得f=Fcos-mgsin (1)F=50 N时，f=(500.8-800.6) N=-8 N，负号表明f方向沿斜面向上。 (2)F=60 N时，f=(600.8-800.6) N=0。 (3)F=70 N时，f=(700.8-800.6) N=8 N，方向沿斜面向下。,【答案】(1)8N，沿斜面向上 (2)0 (3)8N，沿斜面向下,热点二 用正交分解法解决共点力平衡问题,2,(单项选择)两个可视为质点的小球a和b，用质量可忽略的刚性细