高中物理 第5章 第3.4节 力的平衡 平衡条件的应用课件 鲁科版必修1.ppt

第5章 第3 4节 新知预习 巧设计 名师课堂 一点通 创新演练 大冲关 读教材 填要点 要点一 要点二 随堂检测归纳小结 课下作业综合提升 试身手 夯基础 要点三 关键语句归纳 1 知道平衡状态和平衡力的概念 2 知道共点力的平衡条件 并能利用平衡条件解决生活 生产中的实际问题 3 理解稳度的概念和影响稳度的因素 4 了解动态平衡与静态平衡 读教材 填要点 一 物体的平衡状态及平衡条件1 平衡状态物体保持或的状态 2 力的平衡 1 概念 作用在物体上的几个力的合力为零的状态 2 物体的平衡条件 物体所受的合力为 即f合 关键一点 速度为零的物体不一定处于平衡状态 例如 竖直上抛的物体到达最高点时 v 0 但f合 mg 故该状态不是平衡状态 静止 匀速直线运动 零 0 二 平衡的种类和稳度1 平衡的种类如图5 3 1所示 图5 3 1 1 a位置的平衡是平衡 2 b位置的平衡是平衡 3 c位置的平衡是平衡 2 稳度及影响稳度的因素 1 稳度 物体的 2 影响因素 重心的 重心越低 稳度 支持面的 支持面越大 稳度 不稳定 稳定 随遇 稳定程度 高低 越大 大小 越大 三 平衡条件的应用1 物体的静态平衡物体所受力的为零 处于的平衡状态 2 物体在某方向的平衡运动的物体在某一方向上时 在该方向上处于状态 合力 静止 合力为零 平衡 试身手 夯基础 1 下列说法正确的是 a 只有静止的物体才处于平衡状态b 只要物体的速度为零 它就一定处于平衡状态c 只要物体的速度不等于零 它一定不处于平衡状态d 只有加速度为零的物体才处于平衡状态 解析 物体静止或物体做匀速直线运动就处于平衡状态 由运动学公式知a 0时 物体静止或做匀速直线运动 故处于平衡状态 平衡状态与速度大小无关 故a b c均错 d正确 答案 d 2 共点的五个力平衡 则下列说法中不正确的是 a 其中四个力的合力与第五个力等大 反向b 其中三个力的合力与其余两个力的合力等大 反向c 五个力的合力为零d 撤去其中的三个力 物体一定不平衡解析 多力平衡可转化为二力平衡 故a b正确 平衡则合力必为零 故c正确 d项中若撤去的三个力合力为零 则其余两个力的合力也为零 故d错误 答案 d 3 水平面上的木箱 在水平向东的力f1 60n和水平向北的力f2 80n作用下做匀速直线运动 则水平面对木箱的摩擦力是多少 物体向哪个方向运动 答案 100n东偏北53 1 从运动学的角度理解平衡状态的物体处于静止或匀速直线运动状态 此种状态其加速度为零 加速度为零的物体一定处于平衡状态 2 从动力学的角度理解处于平衡状态的物体所受的合外力为零 物体受到的合外力为零 它一定处于平衡状态 3 静态平衡与动态平衡 1 静态平衡是处于静止状态的平衡 合力为零 2 动态平衡是匀速直线运动状态的平衡 合力为零 名师点睛 物体处于静止状态和物体的速度等于零不是同一回事 若v 0 f合 0 则处于平衡状态 而单纯的v 0的时刻f合不一定等于零 物体不一定处于平衡状态 1 关于平衡状态 下列说法正确的是 a 物体的速度在某一时刻等于零时 就一定处于平衡状态b 物体相对另一物体保持静止时 一定处于平衡状态c 物体所受合外力为零时 就一定处于平衡状态d 物体相对另一物体匀速运动时 一定处于平衡状态 审题指导 解答本题需把握以下两点 1 物体处于平衡状态的条件是f合 0 2 速度为零的物体不一定符合平衡的条件 解析 物体在某时刻速度为零 其所受合力不一定为零 故不一定处于平衡状态 a错 物体相对另一物体静止 相对地面不一定静止 故不一定处于平衡状态 b错 合外力为零是平衡条件 c对 物体相对另一物体匀速运动 但相对地面不一定是匀速 故不一定处于平衡状态 d错 答案 c 判断一个物体是否处于平衡状态 不能只看物体的速度 关键是看物体所受合力是否为零 1 共点力的平衡条件是f合 0 2 从以下四方面理解共点力作用下物体的平衡条件 若物体在两个力同时作用下处于平衡状态 则这两个力大小相等 方向相反 且作用在同一直线上 其合力为零 这就是初中学过的二力平衡 物体在三个共点力作用下处于平衡状态 任意两个力的合力与第三个力等大 反向 2 如图5 3 2所示 作用在物体上的同一平面内的4个共点力合力为零 若其中f2 f3 f4大小和方向保持不变 f1逆时针方向转过90 而大小保持不变 则此物体所受的合力大小为 图5 3 2 答案 a 物体受多个共点力而平衡时 平衡条件可以有不同的叙述形式 如任何一个力必与其他所有力的合力大小相等 方向相反 遇到具体问题 选择合适的形式会给解题带来很大的方便 1 一般步骤 1 恰当选取研究对象 所谓 恰当 就是要使题目中给定的已知条件和待求的未知量 能够通过这个研究对象的平衡条件尽量联系起来 2 将研究对象隔离出来 分析物体的受力情况并画受力示意图 3 通过 平衡条件 找出各个力之间的关系 把已知量和未知量联系起来 4 列出方程 求解方程 并检查答案是否完整 合理 2 常用方法 1 合成法 对于三个共点力作用下的物体平衡 任意两个力的合力与第三个力大小相等 方向相反 由此 依据平行四边形定则作出其中两个力的合力的示意图 然后 依据合力与第三个力大小相等的关系 借助平面几何的边角关系进行求解 2 分解法 对于三个共点力作用下的物体平衡 任意一个力沿与另外两个力反方向进行分解 所得分力与另外两个力大小相等 方向相反 由此 将一个力沿与另外两个力的反方向进行分解 然后依据合力为零进行求解 3 正交分解法 把力沿两个互相垂直的方向进行分解的方法叫正交分解法 选共点力作用的交点为坐标原点 恰当地建立直角坐标系xoy 将各力沿两坐标轴依次分解为互相垂直的两个分力 然后分别求出相互垂直的x y两个方向的合力且满足平衡条件fx 0 fy 0 多用于物体受到三个以上共点力作用而平衡的情况 4 图解法 若物体受到三个共点力作用 可用力的合成或力的分解将三个力转化在一个三角形 通常称为 力三角形 中 然后利用这个三角形的特点 直角三角形或非直角三角形 和题目的已知条件 角和边的数值 灵活选用三角函数的定义式 正弦定理或相似三角形对应边成比例等数学工具解决问题 这种方法叫图解法 名师点睛 如果物体受三个力的作用 往往上述方法都可使用 要视问题的方便求解而定 若物体受四个或四个以上的力的作用 一般要选用正交分解法 3 如图5 3 3所示是滑水板运动的示意图 运动员在快艇的水平牵引下 脚踏倾斜滑板在水上匀速滑行 已知运动员与滑板总质量为m 60kg 不计滑板与水之间的摩擦 当滑板与水平面夹角为 30 时 求快艇对运动员的牵引力f和水对滑板的支持力n的大小 g取10m s2 图5 3 3 选择不同的方法 平衡条件的表达形式不同 对于三个共点力中有两个力互相垂直的情