《共点力平衡条件的应用》.ppt

,第2节 共点力平衡条件的应用,1物体处于平衡状态时，其合力为零， 物体在某个方向上合力为零时，该物 体在这个方向上也处于平衡状态。 2解决共点力作用下的物体平衡问题的 基本方法有：力的合成法和分解法、 整体法和隔离法、相似三角形法等。 3平衡分为稳定平衡、不稳定平衡和随 遇平衡。,共点力平衡条件的应用,1物体的静态平衡 物体所受的 为零，处于 的平衡状态。 2物体在某个方向上的平衡 若运动的物体在某个方向上的 ，则在该方向上物体处于 状态。,合力,静止,合力为零,平衡,重点诠释,1选取研究对象的方法 (1)整体法：对物理问题的整个系统或整个过程进行分析、研究的方法。 (2)隔离法：从研究问题的方便性出发，将物体系统中的某一部分隔离出来单独分析研究的方法。,(3)整体法、隔离法的选取原则： 通常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(或一个物体的各部分)间相互作用时，用隔离法；有时解答一个问题需要多次选取研究对象，整体法和隔离法交替应用。,2处理共点力平衡时常用的方法 (1)合成法与分解法：对于三力平衡问题，具体求解时有两种思路：一是将某两个力进行合成，将三力转化成二力，构成一对平衡力；二是将某个力沿另两个力的反方向进行分解，将三力转化为四力，构成两对平衡力，该法常用于三力中有两个力相互垂直的平衡问题。 (2)正交分解法：物体所受的合力为零，则在任一方向上物体所受的合力都为零，如果把物体所受的各个力进行正交分解，即将各力分别分解到x轴和y轴上，则共点力作用下物体的平衡条件还可以表示为：Fx合0，Fy合0。,(3)相似三角形法：“相似三角形”的主要性质是对应边成比例，对应角相等。在物理中，一般当涉及矢量运算，又构建了三角形时，若该三角形与图中的某几何三角形为相似三角形，则可用相似三角形法解题。,图421,(4)矢量三角形法：物体受同一平面 内三个互不平行的力作用平衡时，这三 个力的矢量箭头首尾相接(如图421 所示)，构成一个矢量三角形。若三个力 的矢量箭头首尾相接恰好构成三角形，则这三个力的合力必为零。利用三角形法，根据正弦定理、余弦定理或相似三角形等数学知识可求得未知力。矢量三角形作图分析法优点是直观、简便，但它仅适于解决三力平衡问题。,图422,1. 如图422所示，一箱苹果沿着 倾角为的斜面，以速度v匀速下滑。 在箱子的中央有一个质量为m的苹果， 它受到周围苹果对它的作用力的方向 ( ) A沿斜面向上 B沿斜面向下 C竖直向上 D垂直斜面向上,解析：箱子沿斜面匀速下滑，处于平衡状态，此时箱子中央质量为m的苹果所受合外力为零，质量为m的苹果所受重力竖直向下，故周围苹果对它的作用力方向竖直向上，C正确，A、B、D错误。 答案：C,平衡的稳定性,1.平衡的分类 处于平衡状态的物体在受到外力的微小扰动而偏离平衡位置时，若物体能 到原先的状态，这样的平衡叫做稳定平衡；若物体 回到原先的状态，这种平衡叫做不稳定平衡；若物体在新的位置也能平衡，这种平衡叫做随遇平衡。,自动恢复,不能自动,2决定平衡稳定性的因素 平衡能否稳定取决于重力作用线与 的相对位置。 3稳度 物体的稳定程度。,支持面,2下列关于平衡种类的说法正确的是 ( ) A稳定平衡的物体受到扰动后重心会升高 B不稳定平衡的物体受到扰动后重心会升高 C随遇平衡的物体受到扰动后重心会降低 D以上说法都不正确 解析：不稳定平衡的物体受到扰动后重心会降低，B项错；随遇平衡的物体受到扰动后重心高度不变，C项错。本题正确选项是A。 答案：A,求解平衡问题的常用方法,例1 如图423所示，质量 为m1的物体甲通过三段轻绳悬挂，三 段轻绳的结点为O。轻绳OB水平且B 端与放置在水平面上的质量为m2的物 体乙相连，轻绳OA与竖直方向的夹角 37，物体甲、乙均处于静止状态。(已知：sin 370.6，cos 370.8，tan 370.75，g取10 m/s2。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)求：,图423,(1)轻绳OA、OB受到的拉力是多大？ (2)物体乙受到的摩擦力是多大？方向如何？ (3)若物体乙的质量m24 kg，物体乙与水平面之间的动摩擦因数为0.3，则欲使物体乙在水平面上不滑动，物体甲的质量m1最大不能超过多少？,思路点拨 解答本题时应把握以下三点： (1)平衡时结点O受平衡力作用，三个力的合力为零。 (2)OB绳的拉力与乙所受摩擦力平衡。 (3)甲的质量最大时乙所受摩擦力达最大值。,(1)对处于平衡的物体受力分析时，采用合成法和分解法均可，但要注意研究的对象。 (2)分解法和平衡法区别： 研究对象不同：力的分解法研究的是某一个力，而平衡法研究的是处于平衡状态的某一物体或某一点。解题的依据不同：力的分解法是根据某个力的作用效果，而平衡法是根据物体的受力平衡条件。,在上例中，若物体甲的质量为m12 kg，物体乙与水平面之间的动摩擦因数为0.3，则欲使物体乙在水平面上不滑动，物体乙的质量至少是多少？,答案：5 kg,整体法和隔离法处理平衡问题,例2 如图424所示，人重 600 N，木板重400 N，人与木板、木 板与地面间动摩擦因数皆为0.2，现 在人用水平力拉绳，使他与木板一 起向右匀速运动，则 ( ) A人拉绳的力是200 N B人拉绳的力是100 N C人的脚给木板的摩擦力向右 D人的脚给木板的摩擦力向左,图424,思路点拨 解答本题时应注意以下两点： (1)人与木板均处于平衡状态。 (2)人与木板间的摩擦力为静摩擦力。,解析 取人和木板作为一个整体，向右运动过程中受到的摩擦力fN(G1G2)200 N，由平衡条件得，两绳的拉力均为100 N，B正确。 再取木板研究，受到人的摩擦力f fF拉200 N100 N100 N，方向向右。C正确。 答案 BC,当一个系统处于平衡状态时，组成系统的每一个物体都处于平衡状态。一般地，当求系统内各部分间的相互作用时用隔离法；求系统受到外力作用时用整体法。整体法的优点是研究对象少，未知量少，方程数少，求解较简捷。在实际应用中往往将二者结合应用。,1. 两个相同的质量均为m的物体用两块同 样的木板A、B夹住，使系统静止，如图 42