高中物理 5.4 平衡条件的应用课件2 鲁科版必修1.ppt

共点力平衡条件的应用 三个共点力体用下的动态平衡的特点及解法 一 复习 1 共点力 几个力如果作用在物体的同一点 或者它们的作用线相交于一点 这几个力叫做共点力 2 平衡状态 一个物体在共点力的作用下 如果保持静止或者做匀速直线运动 我们就说这个物体处于平衡状态 竖直上抛的物体运动到最高点时 这一瞬时的速度为零 静止 但这一状态不可能保持 因而这一不能保持的静止状态不属于平衡状态 物理学中有时出现 缓慢移动 也说明物体处于平衡状态 2 保持 某状态与 瞬时 某状态有区别 1 共点力作用下物体平衡状态的运动学特征 加速度为零 3 共点力作用下物体的平衡条件是合外力为即 二 三个共点力体用下的动态平衡的特点及解法 f合 0 例题1 如右图所示 重力为g的电灯通过两根细绳ob与oa悬挂于两墙之间 细绳ob的一端固定于左墙b点 且ob沿水平方向 细绳oa挂于右墙的a点 1 当细绳oa与竖直方向成 角时 两细绳oa ob的拉力fa fb分别是多大 分析与解 根据题意 选择电灯受力分析 它分别受到重力g 两细绳oa ob的拉力fa fb 可画出其受力图 由于电灯处于平衡状态 则两细绳oa ob的拉力fa fb的合力f与重力大小相等 方向相反 构成一对平衡力 fa g cos fb gtan 可得 2 保持o点和细绳ob的位置 在a点下移的过程中 细绳oa及细绳ob的拉力如何变化 fa g cos fb gtan 分析与解 在a点下移的过程中 细绳oa与竖直方向成 角不断增大 fa fb不断增大 例题1 如右图所示 重力为g的电灯通过两根细绳ob与oa悬挂于两墙之间 细绳ob的一端固定于左墙b点 且ob沿水平方向 细绳oa挂于右墙的a点 1 当细绳oa与竖直方向成 角时 两细绳oa ob的拉力fa fb分别是多大 2 保持o点和细绳ob的位置 在a点下移的过程中 细绳oa及细绳ob的拉力如何变化 3 保持o点和绳oa的位置 在b点上移的过程中 细绳oa及细绳ob的拉力如何变化 fa fb不断增大 分析与解 在b点上移的过程中 应用力的图解法 可发现两细绳oa ob的拉力变化规律 fa不断减小 fb先减小后增大 例题1 如右图所示 重力为g的电灯通过两根细绳ob与oa悬挂于两墙之间 细绳ob的一端固定于左墙b点 且ob沿水平方向 细绳oa挂于右墙的a点 1 当细绳oa与竖直方向成 角时 两细绳oa ob的拉力fa fb分别是多大 fa g cos fb gtan 小结 解这种题型首先对动态平衡的物体受力分析 确定三个力的特点 找出不变力 则另两个变力的合力就与该不变力构成一对平衡力 用力的合成分解法 图解法或力的矢量三角形与结构三角形相似法解决 求解共点力体用下平衡问题的解题一般步骤 1 确定研究对象 物体或结点 2 对研究对象进行受力分析 并画受力图 3 分析判断研究对象是否处于平衡状态 4 根据物体的受力和己知条件 运用共点力平衡条件 选用适当方法计算求解 例题2 如右图所示 圆环形支架上悬着两细绳oa和ob 结于圆心o 下悬重为g的物体 使oa绳固定不动 将ob绳的b端沿半圆支架从水平位置缓慢移至竖直的位置c的过程中 分析oa绳和ob绳所受的力的大小如何变化 fa不断减小 fb先减小后增大 例题3 如右图所示 长为5m的细绳 两端分别系于竖立地面相距为4m的两杆a b点 绳上挂一个光滑的轻质滑轮 其下端连着一重为6n的物体 求 平衡时 绳中的拉力多大 分析与解 绳子的拉力是指绳子的内部的弹力 绳子通过滑轮拉物体 滑轮两边绳子的拉力大小相等 即fa fb 根据平衡的特点 由力的几何结构可知 思考题 如图示半径为 表面光滑的半球体被固定在水平地面上 跨过无摩擦的定滑轮 用一根轻绳下挂一个质量为 的小球 将小球置于半球体光滑的表面上 并使定滑轮位于半球体的正上方 现用力 斜左向下拉绳的自由端 使小球沿光滑半球面缓慢向上滑动 在此过程中 半球体对小球的支持力 n和绳子的拉力 的变此情况 则小球沿光滑半球面缓慢向上滑动过程中 半球体对小球的支持力fn不变 绳子的拉力f不断减小 分析与解 根据平衡的特点 由力的几何结构可知 l为滑轮到小球的长度 即 三 作业 1 如图 一小船由岸上的定滑轮拉着前进 设水的阻力恒定 求在船在靠岸过程哪些力发生了变化 2