共点力的平衡课件PPT课件

1、学习目标： 1、知识与技能： （1）知道什么叫共点力作用下物体的平衡状态。 （2）探究共点力作用下的物体的平衡条件。 （3）掌握共点力的平衡条件并能用合成法、分解法、正交分解法解决平衡问题。 2、过程与方法： （1）通过 简单的物理现象，认识共点力和共点力下的物体的平衡状态。 （2）能从简单的二力平衡设计实验，得出三力的平衡，总结推理得出共点力的平衡条件。 （3）根据共点力的平衡条件对简单的现象进行分析。 3、情感态度价值观： 培养学生能从简单的问题出发，归纳推理的化归思想的探究能力。第1页/共20页几个力都作用在同一物体的同一点，或它们的延长线相交于一点几个力都作用在同一物体的同一点，或它们

2、的延长线相交于一点这几个力称为共点力。这几个力称为共点力。限 速40km/sGF2F1F1F2F3v为了明确表示物体所受的共点力，在作示意图时，可以把这为了明确表示物体所受的共点力，在作示意图时，可以把这些力的作用点画到它们作用线的公共交点上。些力的作用点画到它们作用线的公共交点上。v在不考虑物体转动的情况下，物体可以当作质点看待，所以在不考虑物体转动的情况下，物体可以当作质点看待，所以力的作用点都可以画在受力物体的重心上。力的作用点都可以画在受力物体的重心上。FfGN匀匀速速F1F2F3F1F2F3第2页/共20页1.1.方向相同的两个力（ F1 、F2）的合力：21合FFF2.2.方向相反

3、的两个力（ F1 、F2）的合力：21FF 合F合力方向：合力方向：与较大的力方向相同与F1F1、F2F2相同1.1.方向相同的两个力（ F1 、F2）的合力：合力方向：1.1.方向相同的两个力（ F1 、F2）的合力：21合FFF合力方向：1.1.方向相同的两个力（ F1 、F2）的合力：2.2.方向相反的两个力（ F1 、F2）的合力：21合FFF合力方向：1.1.方向相同的两个力（ F1 、F2）的合力：21FF 合F2.2.方向相反的两个力（ F1 、F2）的合力：21合FFF合力方向：1.1.方向相同的两个力（ F1 、F2）的合力：合力方向：与较大的力方向相同21FF 合F2.2.

4、方向相反的两个力（ F1 、F2）的合力：21合FFF合力方向：1.1.方向相同的两个力（ F1 、F2）的合力：第3页/共20页遵循平行四边形定则：遵循平行四边形定则：(求求F1 、F2的合力的合力)F2F1F合根据等效替代将根据等效替代将F1 、F2两个力简化为两个力简化为F合一个力一个力F1第4页/共20页G GF1F2根据等效替代将一个力根据等效替代将一个力G用两个力用两个力F1 、F2表示F2遵循平行四边形定则：(求G 的两个分力)第5页/共20页NG静止在桌面上的木块静止在桌面上的木块FfNG匀速行驶的汽车匀速行驶的汽车GNf静止在斜面上的木块静止在斜面上的木块阅读课本阅读课本93

5、页页-生活离不开平衡回答下列问题生活离不开平衡回答下列问题问题一：什么是平衡状态？问题一：什么是平衡状态？问题二：物体处于平衡状态加速度是多少？问题二：物体处于平衡状态加速度是多少？匀速第6页/共20页1.1.平衡的种类平衡的种类 B.B.动平衡：物体保持匀速直线运动状态。动平衡：物体保持匀速直线运动状态。 A. A.静平衡：物体保持静止状态静平衡：物体保持静止状态 2.2.平衡状态的运动学特征：平衡状态的运动学特征： V=0 V=0 或或V V不变，即：不变，即：a=0a=0 注意：保持静止和瞬时速度为注意：保持静止和瞬时速度为0不同不同问题三：竖直上抛的物体到达最高点时是平问题三：竖直上抛

6、的物体到达最高点时是平衡状态吗？衡状态吗？第7页/共20页二.从二力平衡到共点力平衡（化归思想） 探究一：二个共点力平衡条件 质量为2千克的物体静止在水平桌面上（取g=9.8N/kg）。（1）受到哪几个力作用？（2）能称之为平衡状态吗？（3）支持力与重力的合力是多少？ 二力平衡（三同一反）大小相同；作用在同一直线；作用在同一物体；方向相反。结论：共点二力平衡的条件是GF第8页/共20页探究二：三个共点力平衡条件1、将三个弹簧秤放在一个 平面内，挂钩挂在一起；2、先将其中两个成一定角度固定；F1F2F3O3、用手拉第三个弹簧秤，平衡时记下三个弹簧秤的示数F1、F2、F3以及以及各力的方向；4、按

7、各力大小和方向作出力的图示F12合F1F2F3O第9页/共20页 三个共点力平衡时，任意两个力的合力与第三个力大小相等，方向相反，作用在同一直线上。即三个共点力的F合0 三个共点力平衡条件：探究三：四个共点力平衡条件F2OF34结论：物体在共点力作用下的平衡条件是所受F合 = 0 OF3F4F12合F34OF3F4F12合F1F34OF3F4F12合F1F2F34OF3F4F12合F1第10页/共20页案例案例1 1：如右图所示，重力为：如右图所示，重力为G G的电灯通过两根细绳的电灯通过两根细绳OBOB与与OAOA悬挂于悬挂于两墙之间，细绳两墙之间，细绳OBOB的一端固定于左墙的一端固定于左

8、墙B B点，且点，且OBOB沿水平方向，细沿水平方向，细绳绳OAOA与右墙成与右墙成的的角角，现增大，现增大，仍保持OB处于水平。分析分析OAOA、OBOB两绳中拉力的变化情况拉力的变化情况? ? 方法一：合成法（转化为二力平衡）方法一：合成法（转化为二力平衡）F FA A = = G/CoSG/CoS，F FB B = = G/CotG/Cot解解:物体受力如图，物体受力如图，FA、FB的的合力与重力合力与重力G等大反向。根等大反向。根据力的三角关系可得：据力的三角关系可得：三、案例分析 第11页/共20页方法二：分解法（根据力的作用效方法二：分解法（根据力的作用效果分解）果分解）解解:以以

9、o点为对象，物体受力如点为对象，物体受力如图图FA可以分解为水平分力可以分解为水平分力 竖直分力竖直分力 因物体平衡，因物体平衡，合力为合力为0 竖直方向竖直方向 F FA A CoS=GCoS=GFAsinFAsinFBGFA CoS水平方向FAsin=F FA A = = G/CoSG/CoS，F FB B = = G/CotG/CotFAsinFBGFA CoSF FA A CoSCoS第12页/共20页思维点拨一：一、一、分解法分解法：物体受几个力的作用，将某个：物体受几个力的作用，将某个力按效果分解，使分力与其它力在同一直线力按效果分解，使分力与其它力在同一直线上，满足二上，满足二力

10、平衡。二、二、合成法合成法：物体受几个力的作用，将某几：物体受几个力的作用，将某几 个力合成，将问题转化为二力平衡。个力合成，将问题转化为二力平衡。第13页/共20页思考思考1：两个大小分别为6牛和8牛的力互成90，作用在一个静止质点上，要使物体继续静止，还应加一个多大的力？方向如何?F1F2F1F2F1思考2：一质量为一质量为m的物块沿倾角为的物块沿倾角为的斜面匀速的斜面匀速下滑，如图。求：下滑，如图。求： （1）斜面对物块的支持力）斜面对物块的支持力（2）斜面对物块的摩擦力）斜面对物块的摩擦力（3）物块与斜面间的动摩擦因数）物块与斜面间的动摩擦因数 第14页/共20页思维点拨二：1. 选取

11、研究对象选取研究对象 ，判断是否是平衡状态，判断是否是平衡状态 2.隔离隔离研究对象 ，分析物体的受力，画出受力图，分析物体的受力，画出受力图 3.根据问题，合理选择合成法或分解法。根据问题，合理选择合成法或分解法。（分解法要根据力的作用效果，准确进行力的分解作用效果，准确进行力的分解)4.根据平衡条件，列等式求解根据平衡条件，列等式求解思考3. 物体在三个共点力F1、F2、F3作用下做匀速直线运动，其中F1=5N，F2=8N，则F3的大小可能为（ ） A. 2N B. 5N C. 8N D. 13N第15页/共20页案例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

12、一根轻质金属丝,悬挂着.一个金属球,无风时,金属球竖直下垂；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,通过传感器,就可以根据偏角的大小指示出风力的大小,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? TyxGF列平衡方程：列平衡方程：X X：T Tsin+(-F)=0+(-F)=0Y Y：T TCoS+(-mg)=0+(-mg)=0方法三：正交分解法方法三：正交分解法TsinTCoSx xyxyxy联立求解：联立求解：F= mg tan 第16页/共20页第一步：确定研究对象，判断是否是平衡状态第二步：受力分析，画出受力示意图。 （大力有向线段画长，小力向线段画短）第三步：建立合适的坐标系，把不在坐标轴 上的力用正交分解法分到坐标轴上。 第四步：建立方程组。X轴上合力为零 ： Fx=0 y轴上合力为零 ： Fy=0l通过解此题得到用正交分解法解共点力平衡问题时一般有四个步骤。第17页/共20页1、力的分解法、力的分解法效果分解法效果分解法2、力的合成法、力的合成法共点平衡法共点平衡法3 3、正交分解法、正交分解法: :把力沿着两个经选定的