高中物理 3.5 共点力的平衡条件 2课件 粤教版必修1.ppt

五 共点力的平衡条件 1 一个物体在共点力的作用下 如果保持 或者做 我们就说这个物体处于平衡状态 2 当物体在共点力的作用下处于平衡状态时 a 物体所受各个力的合力等于 这就是物体在共点力作用下的平衡条件 b 它所受的某一个力与它所受的其余外力的合力关系是 课前复习 一 平衡状态 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 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 1 共点力作用下物体平衡状态的运动学特征 加速度为零 2 特例 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 二 共点力作用下物体的平衡条件 共点力作用下物体的平衡条件 在共点力作用下物体的平衡条件是合力为零 即 f合 0 实验演示 做课本上的实验 物体如果受到共点力的作用且处于平衡状态 就叫做共点力的平衡 f合 0 则在任一方向上物体所受合力也为零 特例 物体受两个共点力作用 若两力组成平衡力 f合 0 则物体处于平衡状态 物体受三个共点力作用 若任两力的合力与第三力组成平衡力 f合 0 则物体处于平衡状态 教师沿光滑墙壁用网兜把一个足球挂在a点 如图所示 足球处于静止状态 一 合成法 以足球和网兜一起作为研究对象 它们受重力g 墙壁的支持力f1 悬绳的拉力f2三个共点力作用而平衡 由共点力的平衡条件可知 f1与f2的合力f 与g大小相等 方向相反 即f g 如图所示 由图中力的平行四边形可求得f1 ftan gtan mgtan f2 f cos g cos mg cos 二 分解法 以足球和网兜一起作为研究对象 它们受重力g 墙壁的支持力f1 悬绳的拉力f2三个共点力作用而平衡 将重力g按作用效果分解为g1和g2 如图所示 由共点力平衡条件可知 f1与g1的合力必为零 f2与g2的合力必为零 所以 f1 g1 gtan mgtan f2 g2 g cos mg cos 三 相似三角形法以足球和网兜一起作为研究对象 它们受重力g 墙壁的支持力f1 悬绳的拉力f2三个共点力作用而平衡 如图所示 由共点力的平衡条件可知 f1与g的合力f 与f2大小相等 方向相反 即f f2 设球心为o 由图可知 ofg与 aob相似 所以 由以上两式可得 f1 gtan mgtan f2 f g cos mg cos 四 正交分解法以足球和网兜一起作为研究对象 它们受重力g 墙壁的支持力f1 悬绳的拉力f2三个共点力作用而平衡 如图所示 取水平方向为x轴 竖直方向为y轴 将f2分别沿x轴和y轴方向正交分解 由平衡条件可知 在x轴和y轴方向上的合力fx合和fy合应分别等于零 即 f2sin f1 0f2cos g 0由上述两式可解得 f1 mgtan f2 mg cos 解题步骤 1 确定研究对象 2 对研究对象进行受力分析 并画出受力示意图 3 根据物体的受力和已知条件 选择力的合成法 分解法 相似三角形法 正交分解法等恰当的方法 应用平衡条件建立方程 4 解方程 进行讨论和计算 例题1 如图所示 一物体在四个力f f2 f f 作用下处于静止状态 若的方向沿逆时外转过60 而保持其大小不变 其余三个力的大小和方向均保持不变 则此时物体所受到的合力大小为 解析 由共点力的平衡条件可知 f f2 f f 的合力应为零 f f2 f 的合力应与f 等值反向 当f 的方向沿逆时针转过60 而保持其大小不变时 f f2 f 的合力的大小仍为f 但方向与f 成120 由平行四边形法则可得 此时物体所受的合力大小仍为f 所以本题的正确选项应为c 例题2 在图中 如果小球重3n 光滑斜面的倾角为300 求斜面及竖直放置的挡板对小球的作用力 物体如果受到共点力的作用且处于平衡状态 就叫做共点力的平衡 f合 0 则在任一方向上物体所受合力也为零 特例 物体受两个共点力作用 若两力组成平衡力 f合 0 则物体处于平衡状态 物体受三个共点力作用 若任两力的合力与第三力组成平衡力 f合 0 则物体处于平衡状态 练习2 2 大小分别为 牛的六个共点力 依次量力之间的夹角都是 如图所示 它们合力的大小等于 方向是 只需把 的大小变为 这六个力就平衡 平衡后 若把 撤消 余下五个力的合力的大小为 方向是 6n