力物体的平衡第Ⅱ单元物体受力分析共点力作用下物体的平衡.ppt

第二章力物体的平衡第单元物体受力分析共点力作用下物体的平衡,一、物体受力分析受力分析的具体步骤是：1.根据题意选取研究对象.2.从周围的物体中隔离出被研究的对象.为防止漏掉某个力，要养成按一般步骤分析受力的好习惯3.每分析一个力，都要想一想它的施力物体是谁，这样可以避免分析出某些不存在的力.4.认真画受力图,5.对物体受力分析时应注意以下几点：（1）不要把研究对象所受的力与它对其他物体的作用力相混淆，也不要把作用在其他物体上的力错误地认为通过“力的传递”作用在研究对象上.（2）对于与研究对象的接触处是否有弹力或摩擦力及它们的方向如何（3）分析的是物体受到哪些“性质力”（按性质分类的力）.不要把“效果力”与“性质力”混淆重复分析，也不能将合力和分力重复地列为物体所受的力.,二、力的合成与分解1.几个力同时作用的共同效果与某一个力单独作用的效果相同，这一个力称为那几个力的合力，那几个力称为这一个力的分力.合力与分力的关系是等效替代关系.2.力的合成与分解都遵循平行四边形定则,例如，二力（F1、F2）的夹角为,求合力F的大小,讨论：（1）当=0时，Fmax=F1+F2；（2）当=180时，Fmin=|F1-F2|；（3）当=90时，F=；（4）当F1=F2，且=120时，F=F1=F2,3.把一个已知力分解为两个互成角度的分力，如果没有条件限制，可以分解为无数对分力.在实际问题中，要根据力产生的实际作用效果或处理问题的方便来决定如何分解.4.力的正交分解：在物体受多个力作用时，常把各力都分解在两个互相垂直的方向（通常把这两个方向分别称为x轴和y轴，但这并不一定对应为水平和竖直方向），然后分别求每个方向上的力的代数和.这样可把复杂的矢量运算转化为互相垂直方向上的简单的代数运算.正交分解法是一个重要的方法，它不仅适用于静力学，也广泛适用于动力学、动量、运动学等问题.,三、共点力作用下物体的平衡1.平衡状态：物体处于静止或匀速直线运动状态，叫做平衡状态.物体处于平衡状态的特征是加速度为零，而不是速度为零.2.平衡条件：物体所受的合外力为零，即F合=0.平衡条件常用的表达形式：（1）在正交分解法中（2）物体在多个共点力的作用下处于平衡状态，其中某一个力跟其余力的合力是一对平衡力.（3）二力平衡时，二力等值、反向、共线；三力(非平行)平衡时，三力共面共点.,3.整体法和隔离法.当物体系统处于平衡状态时，整体的合外力为零，每一个物体的合外力也为零.根据不同的具体问题，可选取不同的研究对象.当不涉及物体系统内各物体之间的相互作用力时，可优先选用整体法；当涉及物体系统内各物体之间的相互作用力时，可选取某一物体用隔离法进行研究,考点一力与分力的关系合力与分力是等效替代关系，合力的大小可能比任一个分力都大，也可能比任一分力都小，也有可能等于其中一个分力的大小甚至两个分力的大小,考点二力的分解的几种情况（1）已知合力和两个分力的方向求两个分力的大小，有唯一解.（2）已知合力和一个分力（大小、方向）求另一个分力（大小、方向），有唯一解.（3）已知合力和两分力的大小求两分力的方向：FF1+F2,无解；F=F1+F2，有唯一解，F1和F2跟F同向；F=F1-F2，有唯一解，F1与F同向，F2与F反向；F1-F2FF1+F2,有无数组解（若限定在某一平面内，有两组解）.（4）已知合力F和F1的大小、F2的方向（F2与合力的夹角为）；F1Fsin,无解；F1=Fsin,有唯一解；FsinF1F,有两组解；F1F,有唯一解.,考点三求解平衡问题的常用方法（1）对少于三力平衡问题，既可从平衡的观点求解，也可从力的分解的观点求解.两种方法可视具体问题灵活选用.平衡法（即根据平衡条件建立方程的解法）是求解平衡问题的基本方法，对三个以上力的平衡问题，通常用平衡法求解.（2）处理平衡问题的常用方法有：平行四边形定则（或三角形法则）法，正交分解法，力的图解法，相似三角形法，正弦定理（拉密定理）、余弦定理等数学解析法,考点四分析平衡问题的基本思路平衡类问题不仅仅涉及力学内容，在电磁学中常涉及带电粒子在电场、磁场或复合场中的平衡.对于不同类型的平衡问题，进行正确的受力分析，处理好各力间的空间关系，以及如何依据平衡条件建立方程是复习中的难点.分析平衡问题的基本思路：（1）明确平衡状态（加速度为零）；（2）巧选研究对象（整体法和隔离法）；（3）作好受力分析（规范画好受力图）；（4）建立平衡方程（灵活运用平行四边形定则、正交分解法、矢量三角形法及数学解析法）；（5）求解或作讨论（解的结果及物理意义）.,【例1】用三根轻绳将质量为m的物块悬挂在空中，如图所示.已知ac和bc与竖直方向的夹角分别为30和60，则ac绳和bc绳中的拉力分别为多少？,【例2】如图所示，重物的质量为m，轻细线AO和BO的A、B端是固定的，平衡时AO是水平的，BO与水平面的夹角为，AO的拉力和BO的拉力的大小是多少？,【例3】放在水平地面上的一物块，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系和物块速度v与时间t的关系如图所示.取g=10m/s2.由此两图线可以求得物块的质量m和物块与地面之间的动摩擦因数分别为多少？,【例4】有一个直角支架AOB，AO水平放置，表面粗糙，OB竖直向下，表面光滑，AO上套有小环P，OB上套有小环Q，两环质量均为m，两环间由一根质量可忽略、不可伸长的细绳相连，并在某一位置平衡，如图所示.现将P环向左移一小段距离，两环再次达到平衡，那么将移动后的平衡状态和原来的平衡状态比较，AO杆对P环的支持力N和细绳上的拉力T的变化情况是（）A.N不变，T变大B.N不变，T变小C.N变大，T变大D.N变大，T变小,【例5】如图所示，质量为m的球放在倾角为的光滑斜面上，在斜面上有一光滑且不计厚度的木板挡住球，使之处于静止状态.今使挡板与斜面的夹角缓慢增大，试分析在此过程中球对挡板和球对斜面的压力大小如何变化.,【例6】如图，船在宽12m的河中央直线行驶，拉船的绳到岸边长10m，两根绳子的拉力大小均为1000N，则绳子对船拉力的合力大小为多少？,【例7】有一个直角支架AOB，AO水平放置，表面粗糙，OB竖直向下，表面光滑，AO上套有小环P，OB上套有小环Q，两环质量均为m，两环间由一根质量可忽略、不可伸展的细绳相连，并在某一位置平衡（如图）现将P环向左移一小段距离，两环再次达到平衡，那么将移动后的平衡状态和原来的平衡状态比较，AO杆对P环的支持力N和细绳上的拉力T的变化情况是（）AN不变，T变大BN不变，T变小CN变大，T变大DN变大，T变小,【例8】如图所示，轻绳OA一端系在天花板上，与竖直线夹角37，轻绳OB水平，一端系在墙上，O点处挂一重为40N的物体（1）求AO、BO的拉力各为多大？（2）若AO、BO、CO所能承受的最大拉力均为100N，则所吊重物不能超过多大？,【例9】如图，光滑圆柱体半径为R，在圆心O的正上方处有一定滑轮，通过定滑轮用细绳拉一质量为m的小球由A点（OA水平）沿圆柱缓慢运动到B点。求：（1）此过程中，该球对圆柱体的压力。（