1.共点力作用下物体的平衡

共点力作用下物体的平衡,【高中物理必修1第四章】,广元市实验中学郑均,1.知道物体的平衡状态.2.掌握共点力作用下的物体的平衡条件.3.会用共点力的平衡条件解决有关平衡问题.,【学习目标】,一、共点力作用下物体的平衡状态物体在共点力的作用下，保持或做运动的状态.二、共点力作用下物体的平衡条件1.力的平衡条件要使物体保持状态，作用在物体上的力必须满足的条件.2.共点力作用下物体的平衡条件,静止,匀速直线,平衡,0,零,3.力的平衡：作用在物体上的几个力的合力为.,0,0,【自主预习】,1.判断下列说法的正误.(1)某时刻物体的速度为零时，物体一定处于平衡状态.()(2)物体只有在不受力作用时才能保持平衡状态.()(3)所受合力保持不变的物体处于平衡状态.()(4)物体处于平衡状态时加速度一定为零.()(5)物体处于平衡状态时任意方向的合力均为零.(),【即学即用】,2.若物体受到n个力作用处于静止状态.若其中一个力F110N，方向向右，则其余(n1)个力的合力F_N，方向向_.,10,左,(2)对应两种状态：静止状态：a0，v0匀速直线运动状态：a0，v0(3)说明：物体某时刻速度为零，但F合0，不是平衡状态，处于平衡状态的物体，沿任意方向的合力都为零。,【重点探究】之一共点力作用下物体平衡的条件,2.由平衡条件得出的三个结论：（1）二力平衡：等大、反向、作用在同一直线上。（2）三力平衡：任意两个力的合力与第三个力等大反向；表示这三个力的有向线段能首尾相接构成三角形。（3）多力平衡：任意一个力与其余力的合力等大反向。,【重点探究】之一共点力作用下物体平衡的条件,例1如图所示，某个物体在F1、F2、F3、F4四个力的作用下处于静止状态，若F4的方向沿逆时针转过60而保持其大小不变，其余三个力的大小和方向均不变，则此时物体所受到的合力大小为,【重点探究】之一共点力作用下物体平衡的条件,解析处于静止状态的物体所受到的合力为零，根据三个共点力的合力范围可知：3N、4N、5N的合力范围是0F合12N，故A可能；3N、5N、9N的合力范围是1NF合17N，故B不可能；4N、6N、11N的合力范围是1NF合21N，故C不可能；5N、6N、12N的合力范围是1NF合23N，故D不可能.,针对训练1同一物体在下列几组共点力作用下可能处于静止状态的是A.3N、4N、5NB.3N、5N、9NC.4N、6N、11ND.5N、6N、12N,【重点探究】之一共点力作用下物体平衡的条件,运用共点力平衡条件解题的步骤(1)选取研究对象.(2)对所选取的研究对象进行受力分析并画出受力分析图.(3)对研究对象所受的力进行处理，或合成或分解.(4)根据F合0或Fx合0，Fy合0列方程求解.,【重点探究】之二共点力平衡问题的分析,例2在科学研究中，可以用风力仪直接测量风力的大小，其原理如图所示.仪器中一根轻质金属丝悬挂着一个金属球.无风时，金属丝竖直下垂；当受到沿水平方向吹来的风时，金属丝偏离竖直方向一个角度.风力越大，偏角越大.那么风力大小F跟金属球的质量m、偏角之间有什么样的关系呢(重力加速度为g)?,【重点探究】之二共点力平衡问题的分析,解法一力的合成法如图乙所示，风力F和拉力T的合力与重力等大反向，由平行四边形定则可得Fmgtan.,【重点探究】之二共点力平衡问题的分析,解法二三角形法如图甲所示Fmgtan.,【重点探究】之二共点力平衡问题的分析,mg,F,解法三正交分解法如图丙所示x方向：TsinF0y方向：Tcosmg0得Fmgtan.,【重点探究】之二共点力平衡问题的分析,物体在三个力或多个力作用下的平衡问题，一般会用到力的合成法、效果分解法或正交分解法，选用的原则和处理方法如下：1.力的合成法（三角形法）一般用于受力个数为三个时(1)确定要合成的两个力；(2)根据平行四边形定则作出这两个力的合力；(3)根据平衡条件确定两个力的合力与第三力的关系(等大反向)；(4)根据三角函数或勾股定理解三角形.2.正交分解法一般用于受力个数为三个或三个以上时(1)建立直角坐标系；(2)正交分解各力；(3)沿坐标轴方向根据平衡条件列式求解.,【重点探究】之二共点力平衡问题的分析,针对训练2如图所示，重物的质量为m，轻细绳的A与B端是固定的，平衡时AO水平，BO与竖直方向的夹角为，重力加速度为g，绳AO的拉力大小是A.FmgcosB.FmgtanC.FmgsinD.F,【重点探究】之二共点力平衡问题的分析,mg,F,T,1.将各个力分解到x轴和y轴上，根据共点力平衡的条件：Fx0，Fy0.2.对x、y轴方向的选择原则是：使尽可能多的力落在x、y轴上，需要分解的力尽可能少，被分解的力尽可能是已知力.3.此方法多用于三个或三个以上共点力作用下的物体平衡，三个以上共点力平衡一般要采用正交分解法.,【重点探究】之三利用正交分解法分析多力平衡问题,例3如图所示，一个质量为m、横截面为直角三角形的物块ABC，ABC，AB边靠在竖直墙上，F是垂直于斜面BC的推力，现物块静止不动，重力加速度为g，求物块受到的摩擦力和弹力的大小.,解：对物块受力分析，如图所示，由平衡条件，得fFsinmgNFcos,【重点探究】之三利用正交分解法分析多力平衡问题,针对训练3如图所示，放在斜面上的物体受到垂直于斜面向上的力F作用而始终保持静止.当力F逐渐减小时，物体受到斜面的摩擦力A.保持不变B.逐渐减小C.逐渐增大D.以上三种均有可能,【重点探究】之三利用正交分解法分析多力平衡问题,1.如图为节日里悬挂灯笼的一种方式，A、B两点等高，O为结点，轻绳AO、BO长度相等，拉力分别为FA、FB，灯笼受到的重力为G.下列表述正确的是A.FA一定小于GB.FA与FB大小相等C.FA与FB大小不相等D.FA与FB大小之和等于G,【达标检测】三力平衡问题,2.如图所示为一秋千，用两根等长轻绳将一座椅悬挂在竖直支架上等高的两点.由于长期使用，导致两根支架向内发生了稍小倾斜，如图中虚线所示，但两悬挂点仍等高.座椅静止时用F表示所受合力的大小，F1表示单根轻绳对座椅拉力的大小，与倾斜前相比A.F不变，F1变小B.F不变，F1变大C.F变小，F1变小D.F变大，F1变大,【达标检测】三力平衡问题,3.(平衡问