高一物理平衡的稳定性.ppt

1、第二节共点力平衡条件的应用 第三节平衡的稳定性(选学),课标定位： 应用：利用平衡条件解决有关物体的平衡问题 理解：共点力作用下物体的平衡条件 认识：1. 稳定平衡、不稳定平衡、随遇平衡 2稳度,第三节,核心要点突破,课堂互动讲练,知能优化训练,课前自主学案,课标定位,课前自主学案,一、移动货箱问题 如图421所示，货箱重力为G，F为它受到的拉(推)力，N为地面支持力，f为摩擦力，货箱受到四个共点力的作用若它与地面之间的动摩擦因数为，则在向前拉的情况下，向前的拉力是_，地面的支持力是_，摩擦力是_，能拉动货箱的条件是_.在向前推的情况下，向前推的力是_，地面的支持力是_，摩擦力是_，能推动货箱

2、的条件是_.,Fcos,N,N或f,FcosN,Fcos,N或f,FcosN,N,图421,二、绳子粗细的选择 如图422所示，用绳子把排球网架的直杆垂直于地面拉住三段绳在同一平面内，OA、OB两绳的拉力大小相同，夹角为60. 图422 图423,FAcos30FBcos30,三、平衡的稳定性 1平衡的分类 (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，这样的平衡叫做稳定平衡 (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,2决定平衡稳定性的因素 平衡

3、能否稳定取决于重力作用线与支持面的相对位置 3稳度 物体的稳定程度叫做稳度,核心要点突破,一、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，往往能收到简捷的效果 3三力汇交原理解题法：物体受三个力处于平衡

4、状态，不平行必共点例如：有一半圆形光滑容器，圆心为O，有一均匀直杆AB如图424所示放置，若处于平衡状态，则杆所受的重力G、容器对杆的弹力F和N是非平行力，由三力汇交原理可知：G、F、N必相交于一点C.,图424,即时应用(即时突破，小试牛刀) 1.如图425所示，物体A、B叠放在水平桌面上，在水平向右的恒力F作用下，A、B正以共同的速度v向右做匀速直线运动，那么关于运动中物体受几个力的说法正确的是() 图425,AA受4个，B受2个 BA受5个，B受3个 CA受5个，B受2个 DA受4个，B受3个 答案：C,二、解决共点力平衡问题的一般步骤 1选取研究对象 根据题目要求，选取某物体(整体或局

5、部)作为研究对象，在平衡问题中，研究对象常有三种情况： (1)单个物体将物体受到的各个力的作用点全都画到物体的几何中心上 (2)多个物体(系统)在分析外力对系统的作用时，用整体法；在分析系统内各物体间的相互作用时，用隔离法,(3)几个物体的结点几根绳、绳和棒之间的结点常常是平衡问题的研究对象 2分析研究对象的受力情况，并作出受力图 3对研究对象所受的力进行处理，一般情况下利用正交分解法 4利用平衡条件建立方程 5解方程，必要时对解进行讨论,特别提醒：(1)解三角形多数情况下是解直角三角形，如果力的三角形并不是直角三角形，能转化为直角三角形的尽量转化为直角三角形 (2)对于整体法与隔离法一般是结

6、合起来应用，根据题目条件灵活选取先隔离还是先整体，不可将两种方法对立起来,即时应用(即时突破，小试牛刀) 2.用一轻绳将小球P系于光滑墙壁上的O点，在墙壁和球P之间夹有一矩形物块Q，如图426所示P、Q均处于静止状态，则下列相关说法正确的是() 图42 6,AP物体受4个力 BQ受到3个力 C若绳子变长，绳子的拉力将变小 D若绳子变短，Q受到的静摩擦力将增大,解析：选AC.因墙壁光滑，故墙壁和Q之间无摩擦力，Q处于平衡状态，一定受重力、P对Q的压力、墙壁对Q的弹力，以及P对Q向上的静摩擦力等4个力作用，而P受重力、绳子的拉力、Q对P的弹力等4个力作用，A项正确，B项错把P、Q视为一整体，竖直方

7、向有Fcos(mQmP)g，其中为绳子和墙壁的夹角，易知，绳子变长，拉力变小，P、Q之间的静摩擦力不变，C项正确，D项错,课堂互动讲练,如图427所示，一根细绳上吊着A、B两个小球，当两个大小相等、方向相反的水平力分别作用在两个小球上时，可能形成图所示的哪种情况(),图427,图428,【思路点拨】先以整体为研究对象判断上端悬线的位置情况，再以B球作为研究对象判断中间悬线的位置情况，不论是整体还是其中的一部分都应满足平衡条件 【自主解答】把A、B作为一个整体来研究，受到的水平方向的力等大、反向，故合力为零，因此A球上端的悬线应竖直；研究B球，受到水平向右的力，因此B球上端的悬线必偏离竖直方向向

8、右,【答案】B 【方法总结】当一个系统处于平衡状态时，组成系统的每一个物体都处于平衡状态一般地，当求系统内各部分间的相互作用时用隔离法；求系统受到的外力作用时用整体法整体法的优点是研究对象少，未知量少，方程数少，求解较简捷在实际应用中往往将二者结合应用,变式训练1如图429所示，质量为M的楔形物块静置在水平地面上，其斜面的倾角为.斜面上有一质量为m的小物块，小物块与斜面之间存在摩擦用恒力F沿斜面向上拉小物块，物块和楔形物块始终保持静止，则地面对楔形物块的支持力为() 图429,A(Mm)g B(Mm)gF C(Mm)gFsin D(Mm)gFsin,解析：选D.F的分解情况如图所示，将M、m视

9、为一个系统，F的作用产生两个效果：一是使系统相对地面有向左运动的趋势，相当于分力F1的作用；二是将系统向上提起，相当于分力F2的作用，F2Fsin.地面对楔形物块的支持力N(Mm)gFsin，故D正确,(2011年高考安徽卷)一质量为m的物块恰好静止在倾角为的斜面上，现对物块施加一个竖直向下的恒力F，如图4210所示则物块 () A仍处于静止状态 B沿斜面加速下滑 C受到的摩擦力不变 D受到的合外力增大,图4210,【思路点拨】物体不加力F时的受力情况，“恰好静止”物体所受静摩擦力等于滑动摩擦力，可求出摩擦因数，加力F后再进行受力分析，判断运动状态 【精讲精析】无力F时受力情况如图4211甲，

10、使物体下滑的力F1mgsin，物体受到最大静摩擦力fmaxNmgcos，“物体恰好静止”受最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力，mgsinmgcos，tan；当施加恒力F后，受力情况如图乙，,图4211,使物体下滑的力为：F2mgsinFsin，物体所受最大静摩擦力为：fmax(mgcosFcos)mgsinFsin，即F2fmax，两者相等，物体仍处于静止状态A正确，B错误；由于fmaxfmax，故C错误；物体始终静止，则受到的合力始终为零，D错误 【答案】A,变式训练2放在水平地面上的物块，受到一个与水平面方向成角斜向下的力F的作用，物块在水平地面上做匀速直线运动，如图4212所示，如果保持力F的大小不变，而使力F与水平方向的夹角减小，那么地面受到的压力N和物块受到的摩擦力f的变化情况是() AN变小