高中物理矢量三角形的巧妙运用.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,高中物理矢量三角形的巧妙运用,物理题,想一想：,身边的三角形应用,物体受三个力,F,1,、,F,2,、,F,3,，处于平衡状态时，,F,1,、,F,2,、,F,3,首尾相接，构成闭合三角形,F,1,F,2,F,3,矢量三角形,静止,匀速直线运动,探究一,:,力的静态平衡问题,如图所示，,挡板竖直放置,，,光滑的小球静止在斜面和木板之间，已知球重为,G,，斜面的倾角为,。,求小球对斜面和挡板的压力？,情景一,：,G,N,1,N,2,N,1,=G tan,N,2,=G/cos,探究一,:,力的静态平衡问题,如图所示，,挡板与斜面垂直,，,光滑的小球静止在斜面和木板之间，已知球重为,G,，斜面的倾角为,。,求小球对斜面和挡板的压力？,情景二,：,G,N,2,N,1,N,1,=G sin,N,2,=G cos,物体平衡状态（静止,or,匀速直线运动）,受力分析,F,1,、,F,2,、,F,3,（不只三个力时可以先合成三个力）,构建力的矢量三角形,边的长度对应三个力的大小，夹角确定各力的方向,探究一,:,力的静态平衡问题,N,1,=G tan,N,2,=G/cos,N,1,G,N,2,G,N,2,N,1,N,1,=G sin,N,2,=G cos,G,N,2,N,1,G,N,1,N,2,探究二,:,力的动态平衡问题,如图所示，光滑的小球静止在斜面和木板之间，已知球重为,G,，斜面的倾角为,。,起初挡板竖直放置，将挡板逆时针缓慢转动到与斜面垂直，,情景三,：,此过程中小球对斜面和挡板的压力如何变化,？,以不变力F箭头为圆心,表示大小确定力Fa的线段长为半径作圆；,如图所示，挡板竖直放置，光滑的小球静止在斜面和木板之间，已知球重为G，斜面的倾角为。,G确定,即大小方向不变,探究二:力的动态平衡问题,如图所示，两个光滑的球体，直径均为d，置于直径为D的圆桶内，且dD2d，在相互接触的三点A、B、C受到的作用力分别为F1、F2、F3，如果将桶的直径加大，但仍小于2d，则F1、F2、F3的变化情况是（）,探究二:力的动态平衡问题,物体受三个力F1、F2、F3，处于平衡状态时，F1、F2、F3首尾相接，构成闭合三角形,如图所示，光滑的小球静止在斜面和木板之间，已知球重为G，斜面的倾角为。,物体受力特点：3个力：F、Fa、Fb,细线对小球的拉力不变,起初挡板竖直放置，将挡板逆时针缓慢转动到与斜面垂直，,找到与力三角形相似的几何三角形及对应边：,总是减小 D.,先作确定力mg的有向线段,力mg为一系列可能的闭合三角形的公共边；,先减小后增大 B.,FN、FT变化有依据情况待定,如图所示，挡板与斜面垂直，光滑的小球静止在斜面和木板之间，已知球重为G，斜面的倾角为。,如图所示，光滑的小球静止在斜面和木板之间，已知球重为,G,，斜面的倾角为,。,起初挡板竖直放置，将挡板逆时针缓慢转动到与斜面垂直，,此过程的任意时刻物体近似看成,静止,状态,类型,探究二,:,力的动态平衡问题,探究二,:,力的动态平衡问题,G,N,1,N,2,G,N,2,N,1,物体受力特点：,3,个力：,G,、,N,2,、,N,1,G,确定,即大小方向不变,N,2,方向确定,大小待定,N,1,大小、方向变化情况待定,探究二,:,力的动态平衡问题,G,N,1,N,2,N,2,减小，,N,1,减小,探究二,:,力的动态平衡问题,G,N,1,N,2,物体受力特点：,3,个力：,G,、,N,2,、,N,1,G,确定,即大小方向不变,N,2,方向确定,大小待定,N,1,大小、方向变化情况待定,不变力,G,为一系列可能的闭合三角形的公共边,先作不变力,G,的有向线段,；,从不变力箭头起按,N,2,方向确定力的方位作射线；,从确定力,G,起点画第三个力,N,1,的有向线段将图形封闭成三角形,探究二,:,力的动态平衡问题,G,N,1,N,2,此过程中小球对斜面和挡板的压力如何变化,？,A,B,C,O,mg,T,OA,T,OB,本题答案,:,A,O,小试身手,如图所示，用等长的细线,OA,、,OB,悬挂一重物，保持重物位置不变，使线的,B,端沿半径等于,OA,的圆周向,C,移动，则在移动过程中,OB,线的拉力的变化情况是,A.,先减小后增大,B.,先增大后减小,C.,总是减小,D.,总是增大,P,b,a,O,F,F,a,F,b,O,在,验证力的平行四边形定则,的实验中，,如图所示，,使,b,弹簧秤从图示位置开始顺时针缓慢转动，在这过程中，保持,O,点的位置和,a,弹簧秤的拉伸方向不变，则在整个过程中，,a,、,b,两弹簧秤的示数变化情况？,学以致用,a,减小，,b,先减小后增大,b,a,O,如图所示，结点仍保持在,O,位置，两绳套夹角小于,90,，,现保持弹簧秤,A,的示数不变而改变其拉力方向使,角减小，,应如何调整弹簧秤,B,的拉力大小及,角？,F,a,F,b,情景变换,物体受力特点：,3,个力：,F,、,F,a,、,F,b,F,确定,即大小方向不变,F,a,大小确定,方向待定,F,3,大小、方向变化情况待定,F,F,F,a,F,b,O,物体受力特点：,3,个力：,F,、,F,a,、,F,b,F,确定,即大小方向不变,F,a,大小确定,方向待定,F,3,大小、方向变化情况待定,b,a,O,F,a,F,b,F,类型,探究二,:,力的动态平衡问题,F,F,a,F,b,O,物体受力特点：,3,个力：,F,、,F,a,、,F,b,F,确定,即大小方向不变,F,a,大小确定,方向待定,F,3,大小、方向变化情况待定,b,a,O,F,a,F,b,F,探究二,:,力的动态平衡问题,先作确定力,F,的有向线段,力,F,为一系列可能的闭合三角形的公共边,；,以不变力,F,箭头为圆心,表示大小确定力,F,a,的线段长为半径作圆；,从圆周上的点向表示确定力,F,a,的有向线段的箭尾作第三力,F,b,的有向线段将图形封闭成三角形,.,如图所示，小球质量,m,，用一细线悬挂现用一大小恒定的力,F,（,F,mg,）慢慢将小球拉起，在小球可能的平衡位置中，细线最大的偏角,是多少？,m,mg,F,F,T,先作确定力,mg,的有向线段,力,mg,为一系列可能的闭合三角形的公共边,；,以不变力箭头为圆心,表示大小确定力的线段长为半径作圆；,球,从圆周上的点向表示确定力的有向线段的箭尾作第三力的有向线段,.,由图可知,在小球可能的平衡位置中,细线最大偏角为,小试身手,sin,=F/G,课堂小结,1,、矢量三角形在静态平衡问题中的应用,2,、矢量三角形判断常见动态平衡,几种类型？,各自的受力特点？,如何处理？,AF1增大，F2不变，F3增大；,自小球先作表示确定力G的有向线段；,N1大小、方向变化情况待定,a减小，b先减小后增大,探究二:力的动态平衡问题,此过程的任意时刻物体近似看成静止状态,探究二:力的动态平衡问题,如图所示，两个光滑的球体，直径均为d，置于直径为D的圆桶内，且dD2d，在相互接触的三点A、B、C受到的作用力分别为F1、F2、F3，如果将桶的直径加大，但仍小于2d，则F1、F2、F3的变化情况是（）,先作确定力F的有向线段,力F为一系列可能的闭合三角形的公共边；,探究二:力的动态平衡问题,柱面对小球的支持力不变,如图所示，两个光滑的球体，直径均为d，置于直径为D的圆桶内，且dD2d，在相互接触的三点A、B、C受到的作用力分别为F1、F2、F3，如果将桶的直径加大，但仍小于2d，则F1、F2、F3的变化情况是（）,先作确定力F的有向线段,力F为一系列可能的闭合三角形的公共边；,受力分析F1、F2、F3（不只三个力时可以先合成三个力）,物体受力特点：3个力：G、N2、N1,课下作业,如图所示，两个光滑的球体，直径均为,d,，置于直径为,D,的圆桶内，且,dD2d,，在相互接触的三点,A,、,B,、,C,受到的作用力分别为,F1,、,F2,、,F3,，如果将桶的直径加大，但仍小于,2d,，则,F1,、,F2,、,F3,的变化情况是（）,A,F1,增大，,F2,不变，,F3,增大；,B,F1,减少，,F2,不变，,F3,减少；,C,F1,减少，,F2,减少，,F3,增大；,D,F1,增大，,F2,减少，,F3,减少；,A,C,B,A,O,R,G,F,N,F,T,G,F,N,F,T,如图所示,一个表面光滑的半球固定在水平面上,其球心的正上方一定高度处固定一小滑轮,一根细绳一端拴一小球,置于球面上,A,点,另一端绕过定滑轮,现缓慢地拉动细绳的一端,使小球从,A,点运动到,D,点,在此过程中,小球所受的球面支持力,F,N,及细绳拉力,F,T,的变化情况是,D,类型,F,N,不变,F,T,变小,物体受力特点：,3,个力：,G,、,F,N,、,F,T,G,确定,即大小方向不变,F,N,、,F,T,变化有依据情况待定,A,O,R,G,F,N,F,T,G,F,N,F,T,D,类型,自小球先作表示确定力,G,的有向线段,；,作表示绳、半球对小球作用力的有向线段：方向沿绳与沿半球半径,R,，大小与,G,构成闭合三角形；,找到与力三角形相似的几何三角形及对应边：,由几何边长的变化判定对应力大小的变化,物体受力特点：,3,个力：,G,、,F,N,、,F,T,G,确定,即大小方向不变,F,N,、,F,T,变化有依据情况待定,l,O,R,mg,F,N,F,T,本题答案,:,AD,如图所示，在悬点,O,处用细线拉着小球，使它静止在半径一定的半圆柱面上，现使半圆柱面从图示位置起沿水平面缓慢向左移动一些距离，则,A.,小球对柱面的压力增大,B.,细线对小球的拉力不变,C.,柱面对小球的支持力不变,D.,小球对细线的拉力减小,小试身手,