2011年《随堂优化训练》物理 广东教育版 必修一 第三章 第五节 共点力的平衡条件

第五节共点力的平衡条件,共点力的平衡,1平衡状态：物体保持_或_运动的状态2共点力平衡：如果物体受到共点力的作用且处于_,_，这叫做共点力的平衡,3平衡条件：为了使物体保持平衡状态，作用在物体上的,力必须满足的条件,4二力平衡：物体在两个共点力作用下所处的平衡状态,静止,匀速直线,三国时候，东吴送给曹操一头大象，曹操便考验其幼子曹冲，该如何称出大象的重量曹冲思索一阵便带人来到河边，河里停着一只大船，曹冲叫人把象牵到船上，等船身稳定了，在船舷上齐水面的地方，刻了一条横线，再叫人把象牵到岸上来，把大大小小的石头，一块一块地往船上装，船身就一点儿一点儿往下沉等船身沉到刚才刻的那条横线和水面一样齐了，曹冲就叫人停止装石头，称出船上的石头重量便知道了大象的重量.,你知道曹冲称象的原理吗？,图351,答案：原理便是二力平衡第一次大象上船时，大象与船的总重与二者受到的浮力是平衡力；第二次船上放上石头直到水淹没横线时候，受到的浮力与第一次相等，且船的重量不变，则船上所有石头的重量合起来与大象的重量就相等,共点力的平衡条件,1共点力的平衡条件,为了使物体保持平衡，作用在物体上的力满足以下条件：(1)物体所受的合外力为零；,(2)建立平面直角坐标，平衡条件为x轴上的合外力为零和y轴上的合外力为零即物体所受的合外力等于零其数学表达式为：F合0或Fx合0，Fy合0.,2两力或多力共点平衡问题,(1)二力平衡：物体受两个力作用时，只要两个力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上，则这两个力的合力为零，物体处于二力平衡状态,(2)三力平衡：物体在三个共点力作用下处于平衡状态，其,中两个力的合力必与第三个力等大反向,(3)当物体在四个或四个以上共点力作用下平衡时，往往采,用正交分解法,求解共点力平衡问题的基本方法,1合成法：三个共点力作用下的物体平衡时，任意两个力的合力跟第三个力满足二力平衡条件，即任意两个力的合力跟第三个力等大、反向、共线,2分解法：三个共点力作用下的物体平衡时，任意一个力,可分解成与另两个力等大、反向、共线的一对分力3正交分解法：当物体受力较多时，常常把物体受力沿互相垂直的两个方向分解，根据Fy0，Fx0列方程求解,4矢量三角形法：物体受同一平面内三个互不平行的力作用平衡时，这三个力的矢量箭头首尾相接，构成一个矢量三角形；反之，若三个力矢量箭头首尾相接恰好构成三角形，则这三个力的合力必为零，利用三角形法，根据正弦定理、余弦定理或相似三角形等数学知识可求得未知力,5相似三角形法：相似三角形法，通常寻找的是一个矢量三角形与一个几何三角形相似，这一方法也仅能处理三力平衡问题,共点力平衡分析,例1如图352所示，电灯的质量为m，BO与顶板间的夹角为，AO绳水平，求绳AO、BO受到的拉力F1、F2是多少？,图352,思路点拨：取电灯作为研究对象，分析它受到哪些力的作用如图353所示它共受到三个力的作用：重力Gmg，悬绳的拉力F1、F2.,1如图357所示，质量为m的物体，用细绳水平拉着，静止在倾角为的光滑固定斜面上，求物体对斜面的压力的大小,图357,图3,动态平衡的应用,例2重G的光滑小球静止在固定斜面和竖直挡板之间，如图358所示若挡板逆时针缓慢转到水平位置，在该过程中，斜面和挡板对小球的弹力的大小F1、F2各如何变化？,图358,思路点拨：由于挡板是缓慢转动的，可以认为每个时刻小球都处于静止状态，因此所受合力为零,答,案：F1逐渐变小，F2先变小后变大，如图359,所示图359,2长木板可绕过O点的轴转动，一物体静止在木板上，如图3510所示，当木板与水平面夹角逐渐增大，但物体仍,然静止不动时，以下说法正确的是(,),图3510A物体所受重力和木板支持力的合力逐渐增大B物体所受重力和木板对它的摩擦力的合力逐渐增大C物体重力、支持力和静摩擦力的合力逐渐增大D木板对物体的作用力逐渐增大,因为f随角增大而增大，N随角增大而减小，所以重力G和支持力N的合力也增大故A正确；而N随角增大而减小所以B错误；又三力合力为零，所以C错误；而木板对物体作用力应是N与f的合力，并始终与G等大反向，所以不随角的变化而变化，则D错误,答案：A,【教师参考备选题】如图所示，一根柔软的轻绳两端分别固定在两竖直的直杆上，绳上用一光滑的挂钩悬一重物，AO段中张力大小为T1，BO段张力大小为T2，现将右杆绳的固定端由B缓慢移到B点的过程中，关于两绳中张力大小的变化情,况为(,),AT1变大，T2减小BT1减小，T2变大,CT1、T2的合力与重力是一对平衡力DT1、T2均不变,解析：当