高中物理 第四章 物体的平衡章末整合 教科版必修1.ppt

第四章物体的平衡 章末整合 高中物理 必修一 教科版 网络构建 章末整合 网络构建 分类突破 课堂讲义 对点练习 共点力作用下物体的平衡 共点力平衡状态 保持静止或匀速直线运动状态 平衡条件 f合 0 fx合 0 fy合 0 共点力平衡条件的应用 常用方法 解题的一般步骤 合成法 分解法 正交分解法 确定研究对象 受力分析 建立坐标系 列方程求解 分类突破 一 共点力作用下平衡问题的常用方法 1 力的三角形法 物体受三个力作用而平衡时 其中任意两个力的合力必与第三个力等大反向 可利用力的平行四边形定则 画出矢量三角形 然后利用三角函数 勾股定理 相似三角形等数学知识求解 常见的有直角三角形 相似三角形 动态三角形 2 正交分解法 章末整合 网络构建 分类突破 课堂讲义 对点练习 物体受三个或三个力以上时 把物体所受的各个力先分解到两个相互正交的方向上 然后根据平衡条件列出该方向上合力为零的方程 其基本原则是使尽可能多的力落在坐标轴上 这样分解的力个数少 求解方便 例1如图所示 在倾角为 的斜面上 放一质量为m的小球 小球被竖直的木板挡住 不计摩擦 则球对挡板的压力是 a mgcos b mgtan c d mg 章末整合 分类突破 b 网络构建 分类突破 课堂讲义 对点练习 g f1 法一 正交分解法 f1 f2sin mg f2cos x y 由牛三 得球对挡板的压力f1 f1 mgtan 例1如图所示 在倾角为 的斜面上 放一质量为m的小球 小球被竖直的木板挡住 不计摩擦 则球对挡板的压力是 a mgcos b mgtan c d mg 章末整合 分类突破 b 网络构建 分类突破 课堂讲义 对点练习 g f1 法二 力的三角形法 f1 mgtan 由牛三 得球对挡板的压力f1 f1 mgtan 章末整合 分类突破 网络构建 分类突破 课堂讲义 对点练习 例2如图所示 光滑半球形容器固定在水平面上 o为球心 一质量为m的小滑块 在水平力f的作用下静止于p点 设滑块所受支持力为fn op与水平方向的夹角为 下列关系正确的是 a f b f mgtan c fn d fn mgtan 对小滑块受力分析 g fn f 根据三角形法 得 a 章末整合 分类突破 网络构建 分类突破 课堂讲义 对点练习 例3跨过定滑轮的轻绳两端 分别系着物体a和物体b 物体a放在倾角为 的斜面上 如图所示 已知物体a的质量为m 物体a与斜面间的动摩擦因数为 tan 定滑轮的摩擦不计 要使物体a静止在斜面上 求物体b的质量的取值范围 解析先隔离b g t 根据平衡条件有t mbg 再隔离a当b较重时 a受向下的f g fn t f n mgcos 0t f静max mgsin 0 f静max n 解得mb m sin cos 章末整合 分类突破 网络构建 分类突破 课堂讲义 对点练习 例3跨过定滑轮的轻绳两端 分别系着物体a和物体b 物体a放在倾角为 的斜面上 如图所示 已知物体a的质量为m 物体a与斜面间的动摩擦因数为 tan 定滑轮的摩擦不计 要使物体a静止在斜面上 求物体b的质量的取值范围 g t 当b较轻时 a受向上的f g fn t f n mgcos 0t f静max mgsin 0 f静max n 解得mb m sin cos m sin cos mb m sin cos 二 力的动态问题分析 图解法 图解法的一般步骤 章末整合 分类突破 网络构建 分类突破 课堂讲义 对点练习 1 首先画出力的分解图 在合力与两分力构成的三角形中 一个是恒力 大小方向均不变 另两个是变力 其中一个是方向不变的力 另一个是大小 方向均改变的力 2 分析方向变化的力在哪个空间内变化 借助力的矢量三角形 利用图解法判断两个变力大小 方向的变化 注意 由图解可知 当大小 方向都可变的分力 设为f1 与方向不变 大小可变的分力垂直时 f1有最小值 例4如图所示 一定质量的物体用两根轻绳悬在空中 其中绳oa固定不动 绳ob在竖直平面内由水平方向向上转动 则在绳ob由水平转至竖直的过程中 绳ob的张力的大小将 a 一直变大b 一直变小c 先变大后变小d 先变小后变大 章末整合 分类突破 网络构建 分类突破 课堂讲义 对点练习 解析以结点o为研究对象 d 借题发挥 应用图解法解题时物体的受力特点是 1 受三个共点力 2 一个力大小 方向不变 一个力方向不变 另一个力大小 方向都变 章末整合 分类突破 网络构建 分类突破 课堂讲义 对点练习 三 整体法和隔离法的应用 当一个系统处于平衡状态 一般地 求系统内部物体间的相互作用时 用隔离法 求系统受到的外力作用时 用整体法 整体法就是将整个系统作为一个研究对象进行分析的方法 其优点是研究对象少 未知量少 所列方程少 故求解较为简捷 具体应用时 应将两种方法结合起来灵活使用 即用整体法时 常与隔离法结合 章末整合 分类突破 网络构建 分类突破 课堂讲义 对点练习 例5如图所示 球a重g1 60n 斜面体b重g2 100n 斜面倾角 30 一切摩擦均不计 则水平力f为多大时 才能使a b均处于静止状态 此时竖直墙壁和水平地面受到的弹力为多大 g1 g2 fn f f1 解析以整体为研究对象 受力分析如图 由受力平衡得f2 g1 g2 160n f1 f 再隔离a g1 fn f1 由受力平衡得f1 g1tan f g1tan 20n 由牛顿第三定律知 竖直墙壁和水平地面受到的弹力的大小分别为20n 160n 章末整合 分类突破 网络构建 分类突破 课堂讲义 对点练习 针对训练如图所示 倾角为 的斜面体c置于水平地面上 物体b放在斜面体c上 并通过细绳跨过光滑的定滑轮与物体a相连接 连接b的一段细绳与斜面平行 已知a b c都处于静止状态 则 a 物体b受到的摩擦力一定不为零b 斜面体c受到地