1.共点力作用下物体的平衡 (2)

1、第四章 物体的平衡 第一节 共点力作用下物体的平衡 1、定义：如果几个力作用在物体的同一点，或作用线相交于一点的几个力称为共点力。一.共点力限 速40km/sGF2F1FfNG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。二、平衡状态1、定义：物体在共点力作用下处于静止或者匀速直线运动的状态叫做平衡状态。NG静止在桌面上的木块FfNG匀速行驶的汽车GNf静止在斜面上的木块三、平衡条件自学教材平衡条件： 要使物体保持平衡状态，作用在物体上的力必须满足的条件。二、共点力作用下物体的平衡条件1、二力平衡的条件两力大小相等、方向相反，且作用在同一物体、同一直

2、线。 二力合力为零，即：F合0NG静止在桌面上的木块 2、平衡条件的实验探究 (1)实验探究： 如图甲所示，将三个弹簧测力计放在一个平面内，并将三个弹簧测力计的挂钩挂在同一物体上。先将其中的两个成某一角度固定起来，然后用手拉第三个弹簧测力计。平衡时分别记下三个弹簧测力计的示数及作用力的方向，并按各力的大小、方向作出力的图示，根据力的平行四边形定则，看看这三个力有什么关系。(注意不宜过大或过小) （2）实验结论： 物体在三个共点力作用下的平衡条件：任意两个力的合力与第三个力大小 相等 、方向 相反 ，且在同一条直线上。(即这三个共点力的合力为零)三、平衡条件的几个推论 （1）共点力作用下物体的平

3、衡条件是：F合= 0。 (2)二力平衡条件：两个共点力大小相等、方向相反。 (3)三个力平衡条件：三个共点力平衡时，其中任意两个力的合力一定与第三个力大小相等、方向相反，而且在同一条直线上。 (4)物体在n个共点力同时作用下处于平衡状态时，这些力在任何一个方向上的合力均为零。其中任意(n1)个力的合力必定与第n个力等值反向，作用在同一直线上。 例1 下列物体中处于平衡状态的是()A静止在粗糙斜面上的 物体B沿光滑斜面下滑的物 体C在平直路面上匀速行 驶的汽车D做自由落体运动的物 体在刚开始下落的一 瞬间 合力为零，处于匀速直线或静止状态 F合mgsin只受重力作用，合力不为零AC 1当物体受到

4、多个共点力(在同一平面内)的作用时 ，也可用正交分解的方法，将各个力沿选定的直 角坐标轴分解(建立直角坐标系时，一般尽量使更 多的力落在坐标轴上，以减少分解力的个数)，然 后根据Fx合0，Fy合0列式求解 四、正交分解法在共点力平衡问题中的应用 分解法正交F2XF2YF1XF1YX方向：F1X=F2XY方向：F1Y+F2Y=G也可选择其它方向作为X、Y的方向。GF1F2 沿光滑的墙壁用网兜把一个足球挂在A点(右图所示)，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，求悬绳对球的拉力和墙壁对球的支持力解法一：用合成法取足球作为研究对象，它们受重力G=mg、墙壁的支持

5、力N和悬绳的拉力T三个共点力作用而平衡，由共点力平衡的条件可知，N和T的合力F与G大小相等、方向相反，即F=G，从图中力的平行四边形可求得：N=Ftan =mgtan T=F/cos=mg/cos .解法二：用正交分解法求解Fx合=N-Tsin =0Fy合Tcos G0由式解得：TG/cos mg/cos ，代入得NTsin mgtan .【答案】mg/cos mgtan 3一个与竖直方向间夹角30的斜向推力F能使一块重G100 N的物体贴着光滑的竖直墙面匀速上行，则推力F大小为多大？此时墙受到的压力N为多大？ 水平方向： FN Fsin300 竖直方向： Fcos30G0 联立得F115.5 N，FN57.7 N 解析对物体受力分析 GFNF由牛顿第三定律知墙受到的压力大小是NFN57.7 N 四、应用平衡条件解题的步骤 (1)明确研究对象(物体、质点或绳的结点等)。 (2)对研究对象进行受力分析。 (3)建立合适的坐标系，应用共点力的平衡条件， 选择恰当的方法列出平衡方程。 (4)求解方程，并讨论结果。小结！如图，要用恒力F推滑块沿粗糙墙壁匀速右滑，已知滑块重力为10N，与墙壁的动摩擦因素为=0.8，求F大小。530FGFfN370FXFY解：对滑块受力分析如图：水平：f=FX=Fsin