河北省保定市高中物理第三章相互作用3.7共点力平衡导学案（无答案）新人教版.docx

3.7 共点力平衡【知识目标】1、能利用共点力物体的平衡条件解决平衡问题；2、通过解决平衡问题进一步理解共点力平衡状态；3、能够熟练地应用力的矢量三角形法、正交分解法等方法来解决实际的物理问题。【重难点】1、受力分析2、正交分解法一、正交分解法：1、正交分解法：把力沿两个_的方向进行分解的方法。其基本思想是先分解再合成。2、正交相互垂直的两个坐标轴 物体受到多个力作用时求其合力，建立平面直角坐标系，将物体受到的各个力移动到平面坐标系的原点（共点力），这时可将各个力沿x轴和y轴方向进行正交分解，然后再分别沿这两个方向求出合力。3、正交分解的步骤：（1）对物体进行_；（2）建立_（以力的作用点为坐标原点，恰当地建立直角坐标系，标出x轴和y轴）；建立原则：、沿物体的运动方向和_物体的运动方向；、沿力的方向，使_落在坐标轴上； （3）将不在坐标轴上的力分解在 _，并在图上标明；（4）根据物体沿轴或轴所处的状态列方程求解。例题1：三个力F1、F2与F3共同作用在O点。如图, 该如何正交分解？F1x =_ F1y=_ F2x=_ F2y=_ F3x=_ F3y=_例题2.在光滑斜面上放置一个物块，对它施加一个沿斜面向上的力F使之保持静止，试用正交分解法对它进行受力分析F二、“动态平衡”是指平衡问题中的一部分力是变力，是动态力，力的大小和方向均要发生变化，所以叫动态平衡，这是力平衡问题中的一类难题解决这类问题的一般思路是：把“动”化为“静”，“静”中求“动”例题3、如图所示我国国家大剧院外部呈椭球型。假设国家大剧院的屋顶为半球形，一警卫人员为执行任务，必须冒险在半球形屋顶上向上缓慢爬行，他在向上爬的过程中 （ ）A屋顶对他的支持力变大B屋顶对他的支持力变小C屋顶对他的摩擦力变大D屋顶对他的摩擦力变小图解法：在共点力的平衡中，有些题目中常有“缓慢”一词，则物体处于动态平衡状态。解决动态平衡类问题常用图解法，图解法就是在对物体进行受力分析(一般受三个力)的基础上，若满足有一个力大小、方向均不变，另有一个力方向不变时，可画出这三个力的封闭矢量三角形来分析力的变化情况的方法，图解法也常用于求极值问题。例题2、如图23所示，一小球在斜面上处于静止状态，不考虑一切摩擦，如果把竖直挡板由竖直位置缓慢绕O点转至水平位置，则此过程中球对挡板的压力F1和球对斜面的压力F2的变化情况是 () AF1先增大后减小，F2一直减小 BF1先减小后增大， F2一直减小 CF1和F2都一直减小 DF1和F2都一直增大变式1、如图所示，用两根轻绳AO和BO系住一小球，手提B端由OB的水平位置逐渐缓慢地向上移动，一直转到OB成竖直方向，在这过程中保持角不变，则OB所受拉力变化情况是 A.一直在减小 B.一直在增大 C.先逐渐减小，后逐渐增大 D.先逐渐增大，后逐渐减小三、相似三角形法 物体受到三个共点力的作用而处于平衡状态，画出其中任意两个力的合力与第三个力等值反向的平行四边形中，可能有力三角形与题设图中的几何三角形相似，进而得到力三角形与几何三角形对应边成比例，根据比值便可计算出未知力的大小与方向。ACBO例题3、如图所示，光滑的半球形物体固定在水平地面上，球心正上方有一光滑的小滑轮，轻绳的一端系一小球，靠放在半球上的A点，另一端绕过定滑轮，后用力拉住，使小球静止现缓慢地拉绳，在使小球沿球面由A到半球的顶点B的过程中，半球对小球的支持力N和绳对小球的拉力T的大小变化情况是A 、N变大，T变小， B、N变小，T变大C、N变小，T先变小后变大 D、N不变，T变小变式2、一轻杆BO，其O端用光滑铰链固定在竖直轻杆AO上，B端挂一重物，且系一细绳，细绳跨过杆顶A处的光滑小滑轮，用力F拉住，如图所示。现将细绳缓慢往左拉，