全程学习方略高中物理_4.3-4.4 力的平衡 平衡条件的应用（情境互动课型）课件 鲁科版必修1

第3节力的平衡第4节平衡条件的应用 品味平衡之美 品味平衡之美 1 知道平衡状态和共点力的平衡条件 2 知道稳度的概念和影响稳度大小的因素 3 会利用共点力平衡的条件解答平衡问题 4 了解静态平衡 物体在某方向的平衡 重点 难点 1 二力平衡的特点大小相等 方向相反 作用在同一直线上 作用在同一个物体上 一对平衡力的合力为零 知识回顾 2 物体平衡状态的外在体现 1 保持静止状态 2 保持匀速直线运动状态 力的平衡是物体平衡的本质条件 物体平衡是力平衡的效果 一 共点力作用下物体的平衡1 平衡状态 物体处于静止或者匀速直线运动的状态 2 共点力的平衡条件 F合 03 力的平衡 作用在物体上的几个力的合力为零 三力平衡条件实验设计 实验探究 F1 F2 F3 F1 F2 F3 四人一组 比一比哪组又准又快 猜想假设 实验设计 收集证据 共点力作用下物体的平衡条件为 F合 0 处理力的主要方法 1 F12 F3 F12表示F1 F2的合力 合成法 2 F1 F31 F31表示F3在F1方位上的分力 F2 F32 F32表示F3在F2方向上的分力 分解法 3 F1 F2 F3构成闭合的三角形 三角形法 它们也是平衡问题处理的主要方法 得出结论 解决共点力平衡问题的基本步骤1 明确研究对象 2 对研究对象进行受力分析 3 选择研究方法 4 利用平衡条件建立方程 5 数学方法求解 二 平衡的种类和稳度1 平衡的种类 1 稳定平衡 处于平衡状态的物体在受到外力的微小扰动而偏离平衡位置时 若物体能自动恢复到原先的状态 这种平衡叫做稳定平衡 2 不稳定平衡 若物体不能自动回到原先的状态 这种平衡叫做不稳定平衡 3 随遇平衡 若物体在新的位置也能平衡 这种平衡叫做随遇平衡 规律方法 解决平衡问题的常用方法1 整体法与隔离法 所谓整体法就是对物理问题的整个系统或整个过程进行分析 研究的方法 隔离法是从研究问题的方便性出发 将物体系统中的某一部分隔离出来单独分析研究的方法 通过整体法分析物理问题 可以弄清系统的整体受力情况和全过程的受力情况 从整体上揭示事物的本质和变化规律 从而避开了中间环节的繁琐推算 能够灵巧地解决问题 2 相似三角形法 利用表示力的矢量三角形与表示实物的几何三角形相似的关系 建立方程求解 应用这种方法 往往能达到简捷的效果 3 三力汇交原理解题法 物体受三个力作用处于平衡状态 则三力不平行必共点 典例 城市中的路灯 无轨电车的供电线路等 经常用三角形的结构悬挂 图为这类结构的一种简化模型 图中硬杆OB可绕通过B点且垂直于纸面的轴转动 钢索和硬杆的重量都可忽略 如果悬挂物的重量为G 角AOB等于 钢索OA对O点的拉力和硬杆OB对O点的支持力各是多大 F1y F1X 1 F2 F1 F3 O 解析 物体的平衡 平衡状态 物体保持静止或匀速直线运动状态 平衡条件 二力和多力平衡均遵循 F合 0 解题方法 合成法 分解法 三角形法 1 用绳子将鸟笼挂在一根横梁上 如图所示 若鸟笼重为20N 求 绳子OC对鸟笼的拉力 绳子OA和OB对结点O的拉力 解析 解法1 对鸟笼进行受力分析由二力平衡得OC对鸟笼的拉力T G 20N 对结点分析由共点力的平衡得 12 由三角函数关系得F1 F12cos60 F2 F12sin60 可得 1 10N F2 10N T G F12 T F1 F2 600 点对象 明受力 表依据 解法 对结点分析 如图 按平行四边形定则分解 由三角函数可得T1 Tcos60 T2 Tsin60 根据共点力的平衡条件得F1 T1F2 T2代入数据 可解得 1 10N F2 10N 60 解法 对结点分析 如图 由共点力的平衡条件知 平移各力后一定是封闭的三角形由三角函数可得F1 Tcos60 F2 Tsin60 代入数据 可解得 1 10N F2 10N 600 2 质量为m的均匀球放在一倾角为 的光滑斜面上 被一竖直的挡板挡住 如图 求斜面和挡板对球的支持力分别是多少 解析 1 取小球为研究对象2 受力分析小球共受到三个力的作用 重力 斜面的支持力 挡板对它的支持力 3 研究方法 合成法用平行四边形定则求出F1和mg的合力F 4 由平衡条件可知F与F2等值反向 从图中力的三角形可求得 F1 mgtan F2 推论 当物体处于平衡状态时 它所受的某一个力与其余的力的合力等值反向 3 物体A在水平力F1 400N的作用下 沿倾角 60 的斜面匀速下滑 如图所示 物体A受的重力G 400N 求斜面对物体A的支持力和A与斜面间的动摩擦因数 解析 1 取物体A作为研究对象 2 物体A受到四个力的作用 重力G 水平向左的力F1 垂直于斜面向上的支持力F2 平行于斜面向上的滑动摩擦力F3 3 研究方法 正交分解法 常用于多力平衡 Gsin60 F1cos60 fGcos60 F1sin60 F2f N F2所以 4 沿光滑的墙壁用网兜把一个足球挂在A点 如图所示 足球的质量为m 网兜的质量不计 足球与墙壁的接触点为B 悬绳与墙壁的夹角为 求悬绳对球