湖南师大 高三物理 第二章3受力分析物体的平衡课件 新人教版

1、,3 受力分析物体的平衡,第二章,相互作用 物体的平衡,一、受力分析 1.受力分析的步骤： (1)选取对象即确定 物体(可以是单个物体，也可以是多个物体的组合).,受力,(2)隔离物体把研究对象从周围的环境中隔离开来，分析周围物体对研究对象的力的作用.按照先 力(重力、电场力、磁场力等)，后 力(弹力、摩擦力)，再 力的顺序进行分析；或先 力，后 力(弹力、摩擦力)的顺序进行分析. 注意：分析的力为性质力，如重力、弹力、摩擦力等，不要分析效果力，如向心力、回复力等.,接触,其他,主动,被动,场,(3)画受力图把物体所受的力一一画在受力图上，并标明各力的符号和方向. (4)确定方向即确定坐标系，

2、规定正方向. (5)列方程根据平衡条件或牛顿第二定律，列出在给定方向上的方程. 步骤(4)(5)是针对某些力是否存在的不确定性而增加的,2.力的正交分解法. 力的正交分解法是将已知力按 的两个方向进行分解的方法.当物体受三个以上的共点力作用时，用正交分解法为好.正交分解往往按解题需要分解，原则上使更多的力落在互相垂直的坐标轴上.,互相垂直,二、物体的平衡 1.平衡状态 物体处于 叫做平衡状态. 注意：静止状态是指速度和加速度都为零的状态.如竖直上抛运动物体达最高点时速度为零，但加速度等于重力加速度，不为零，不是静止状态.,静止或匀速直线运动状态,2.平衡条件及推论 物体的平衡条件是物体所受到的

3、合外力为零，即 . 利用正交分解法，可写成 Fx=0, Fy=0 推论(1)：若物体受多个力作用而平衡，则其中任意一个力与其余力的合力 .,一定大小相等，方向相反，且作用在同一直线上,F合=0,推论(2)：若一个物体受三个力而平衡，则三个力中任意两个力的合力必与第三个力 .若这三个力是非平行力，则三个力一定是 (三力交汇原理).如果将这三个力的矢量平移，则一定可以得到一个首尾相接的 .,大小相等，方向相反，且作用在同一直线上,共点力,封闭三角形,一、物体受力分析的原则 1.根据力的概念，从施力物体出发，进行受力分析. 2.从力产生的原因出发，进行受力分析，一般场力(重力、电场力、磁场力)主要依

4、据这一点进行受力分析. 3.从物体所处的状态(平衡和非平衡态)入手结合各种力的特点，然后根据平衡条件或牛顿运动定律进行分析判断.,二、运用正交分解法解决物体的平衡问题的主要依据是什么？ 若物体处于平衡状态，则所受合外力为零，在两个相互垂直的方向上将所有力分解后，在两个方向上分别合成，在这两个方向上的合力都为零，从而获得两个独立的方程.,三、怎样处理平衡问题？ 1.情境 (1)一般平衡：物质受到若干个力而处于平衡状态.已知其中一些力需求某个力，构建已知力与未知力之间的关系. (2)特殊平衡 动态平衡：物体受到的若干个力中某些力在不断变化，但物体的平衡状态不变.这类问题一般需把握动(如角度)与不动

5、(如重力)的因素及其影响关系.,临界平衡：当物体的平衡状态即将被破坏而尚未破坏时对应的平衡. 2.方法 受力分析的对象有时是单个物体，有时是连接体.对单个物体，如果受三个力或可简化为三个力的可以通过平行四边形定则(或三角形定则)应用数学方法来处理.,如果单个物体受到三个以上的力一般可利用物理方法来处理.对连接体问题可借助整体法和隔离法转化为单个物体来分析处理.由于整体法和隔离法相互弥补(整体法不需考虑内力，但也求不出内力，可利用隔离法求内力)，所以连接体问题一般既要用到整体法也需用到隔离法.如果已知内力一般先隔离再整体，如果内力未知一般先整体再隔离.这种思想不仅适用于平衡状态下的连接体问题，也

6、适用于有加速度的连接体问题.,(1)常用的数学方法： 相似三角形： 菱形转化为直角三角形,(2)物理方法(数学运算)： 正交分解法来处理平衡问题的基本思路是： 确定研究对象进行受力分析并画出受力图； 建立直角坐标系.让尽可能多的力落在坐标轴上； 按先分解(把所有力分解在x轴、y轴上)再合成的思想，根据Fx=0和Fy=0列方程组求解.,1.物体的受力分析 如图所示，在墙角外的水平地面上，静止放一质量为4m、倾角为37的三角形木块，在木块斜面与竖直墙壁间静止放有一质量为m的光滑的小球，则木块对地面压力的大小 为 ，地面对木块 的静摩擦力大小为 .,5mg,mgtan,如图所示，小车M在恒力F作用下

7、，沿水平地面做直线运动，由此可以判断( ) A.若地面光滑，则小车一定受三个力作用 B.若地面粗糙，则小车可能受三个力作用 C.若小车做匀速运动， 则小车一定受四个力作用 D.若小车做加速运动，则小车可能受三个力作用,CD,2.正交分解法在解决平衡问题中的运用 质量为m的木块在推力F作用下，在水平地面上做匀速运动，如图所示.已知木块与地面间的动摩擦因数为，那么木块受到的滑动摩擦力为下列各值中的哪个( ) A. mg B.(mg+Fsin) C.(mg+Fcos) D.Fcos,BD,如图所示，在倾角=30的粗糙斜面上放一物体，重力为G，现在用与斜面底边平行的力F=G/2推物体，物体恰能在斜面上

8、斜向下匀速直线运动，则物体与斜面之间的动摩擦因数是多少？,3.整体法和隔离法在平衡问题中的运用 如图所示，用光滑的粗铁丝做成一个直角三角形，BC边水平，AC边竖直，ABC=，AB及AC上分别套有细线系着两个小环P、Q，当它们静止时，细线与AB边所成的角的变化范围为 . 90.,如图所示，质量为m=5kg的物体置于一粗糙的斜面体上，用一平行于斜面的大小为30N的力F推物体，使物体沿斜面向上匀速运动，斜面体质量为M=10kg，且始终静止.取g=10m/s2，求地面对斜面体的摩擦力大小及支持力大小.,对整体，由平衡条件得： f=Fcos30 N=(m+M)g-Fsin30 故得：f=26N N=135N,4.相似三角形在平衡问题中的运用 如图所示，轻绳的A端固定在天花板上，B端系一个重力为G的小球，小球静止在固定的光滑的大球球面上.已知AB绳长为l，