共点力的平衡条件.ppt

粤教版物理必修一第三章第五节共点力的平衡条件共点力的平衡条件空中芭蕾 平衡的艺术叠石头的最高境界叠石头的最高境界叠石头的最高境界叠石头的最高境界“缓慢缓慢”的运动，的运动，速度的变化可以忽速度的变化可以忽略不计，可以认为略不计，可以认为是平衡状态是平衡状态 请分析汽车在请分析汽车在刹车刹车和用和用绳子绳子拉着拉着的气球的气球悬在半空中悬在半空中两种情境的受两种情境的受力情况，并画出它们所受力的示力情况，并画出它们所受力的示意图？意图？风向风向GNfGF风风F浮浮T 如果几个力都作用在物体上的同一点，或者它如果几个力都作用在物体上的同一点，或者它们的作用线相交于同一点，这几个力叫做共点力们的作用线相交于同一点，这几个力叫做共点力 二、二力平衡1、作用在同一个物体上的两个力、作用在同一个物体上的两个力（同物）（同物）2、大小相等、大小相等（等大）（等大）3、方向相反、方向相反（反向）（反向）4、且在同一条直线上、且在同一条直线上（共线）（共线）这两个力就彼此平衡。这两个力就彼此平衡。NG一、平衡状态“保持静止”与“瞬时速度为零”是不同的 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4、在图中，能表示物体处于平衡状态的是()C解析：物体处于平衡状态是指物体保持静止(F0，v0)或匀速直线运动状态(F合0，a0，v不变)，可判断只有C正确。当堂检测（1）平衡状态：物体处于静止或者保持匀速直线运动的状态。一、概念：一、概念：（2)共点力的平衡:物体如果受到共点力作用且处于平衡状态 (3)两个共点力的平衡条件:F合=0 新课教学新课教学二力平衡条件是：F合=0那三个力或三个力以上又那三个力或三个力以上又是如何呢？是如何呢？二、探究三个共点力平衡的条件n猜想猜想:一个物体受到三个力的作用而处于平衡状态，则一个物体受到三个力的作用而处于平衡状态，则其中两个力的合力应该与第三个力其中两个力的合力应该与第三个力等大反向等大反向。F2F1F3OF23F13请问任意两个力的合力和另外一个力的关系如何？n实验实验:器材器材：方木板、重物、钩码若干、细绳、刻：方木板、重物、钩码若干、细绳、刻度尺、三角板、弹簧秤、铅笔、图钉、轻度尺、三角板、弹簧秤、铅笔、图钉、轻质小圆环等质小圆环等目的目的：物体在三个共点作用下平衡时，根据：物体在三个共点作用下平衡时，根据平行四边行定则将其中的两个力合成平行四边行定则将其中的两个力合成，探，探究合力与第三个力是否等大反向。究合力与第三个力是否等大反向。步骤步骤：见课本见课本二、探究共点力平衡的条件F1F2F3F合F1F2F3F合F合F1F2F3n实验结论实验结论:1 1、三个共点力的平衡条件：、三个共点力的平衡条件：三个共点力合力为零。三个共点力合力为零。其中任意一个力与其它两个力的合力大小相等、方向其中任意一个力与其它两个力的合力大小相等、方向相反，作用在同一直线上。相反，作用在同一直线上。n思考：思考：物体受到四个共点力，物体受到四个共点力，其平衡条件是什么？其平衡条件是什么？绳子绳子拉着的气球拉着的气球悬在半空中悬在半空中风向风向GF风风FNT其中任意其中任意3个力的合力，个力的合力，与另外一个力大小相同，与另外一个力大小相同，方向相反。方向相反。F合=0物体在共点力作用下的平衡条件是所受合外力为零（F合=0）。1 1 1 1、实验探究三力平衡、实验探究三力平衡、实验探究三力平衡、实验探究三力平衡n实验证明实验证明：物体受三个力而处于平衡状态，三力物体受三个力而处于平衡状态，三力物体受三个力而处于平衡状态，三力物体受三个力而处于平衡状态，三力的合力为零的合力为零的合力为零的合力为零任意两个力的合力和第三个力等任意两个力的合力和第三个力等任意两个力的合力和第三个力等任意两个力的合力和第三个力等大反向。大反向。大反向。大反向。2 2、n n 个力的平衡：个力的平衡：n n个力的合力为零个力的合力为零任意任意（n-1n-1）个力的合力与第）个力的合力与第n n个力等大反向。个力等大反向。总结：共点力作用下物体的平衡条件：在正交分解时常采用：第五节第五节 共点力的平衡条件共点力的平衡条件三角形函数关系n正弦sin=,对边比斜边n余弦cos=,邻边比斜边n正切tan=,对边比邻边n余切cot=,邻边比对边BCAacb 例1：如图所示，一个重为G 的圆球，被一段细绳挂在竖直光滑墙上，绳与竖直墙的夹角为，则绳子的拉力和墙壁对球的弹力各是多少？FFNG 解法一：合成法 FFNGF合合例1：如图所示，一个重为G的圆球，被一段细绳挂在竖直光滑墙上，绳与竖直墙的夹角为，则绳子的拉力和墙壁对球的弹力各是多少？F N=G tan F=F合合=FFNG.F N=F1=G tan FFNGF2F1例1：如图所示，一个重为G 的圆球，被一段细绳挂在竖直光滑墙上，绳与竖直墙的夹角为，则绳子的拉力和墙壁对球的弹力各是多少？解法二：分解法解法二：分解法F=F2=FFNG.FFNFyFxGxy解得例1：如图所示，一个重为G 的圆球，被一段细绳挂在竖直光滑墙上，绳与竖直墙的夹角为，则绳子的拉力和墙壁对球的弹力各是多少？解法三：正交分解法解法三：正交分解法 x:FN Fsin=0y:Fcos G=0F=F N=G tan FFNG.2、对研究对象进行受力分析，要画、对研究对象进行受力分析，要画出力的示意图，并判断是否平衡出力的示意图，并判断是否平衡3、选取研究方法、选取研究方法4、利用平衡条件建立公式方程、利用平衡条件建立公式方程5、联立公式方程求解、联立公式方程求解1、明确研究对象、明确研究对象n例题例题2 2、如图，如果小球重、如图，如果小球重3N3N，光滑斜面的倾角为，光滑斜面的倾角为3030，求斜面及竖直放置的挡板对小球的作用力。，求斜面及竖直放置的挡板对小球的作用力。GN1N2F三、学以致用、小试身手三、学以致用、小试身手第五节第五节 共点力的平衡条件共点力的平衡条件答案参考书本68页例2第五节第五节 共点力的平衡条件共点力的平衡条件当物体处于平衡状态时，它所受的某一个力与它受的其余的力的合力等值反向。四、内容小结1.物体处于静止静止或者匀速直线运动匀速直线运动的状态叫做平衡平衡状态状态。2.物体处于平衡状态时满足的平衡条件平衡条件：3.解决物体处于平衡状态的题目时，常用的方法有：力的平行四边行法则（力的平行四边行法则（1 1、力的合成法、力的合成法 2 2、力的分解法）、力的分解法）和正交分解法。和正交分解法。练习：练习：1、物体在共点力的作用下的说法中，正、物体在共点力的作用下的说法中，正确的是确的是()A、物体的速度在某一时刻等于零时，、物体的速度在某一时刻等于零时，就一定处于平衡状态就一定处于平衡状态 B、物体相对于另一物体保持静止时，、物体相对于另一物体保持静止时，就一定处于平衡状态就一定处于平衡状态 C、物体所受合外力为零时，就处于平、物体所受合外力为零时，就处于平衡状态衡状态 D、物体做匀加速直线运动时，就处于、物体做匀加速直线运动时，就处于平衡状态平衡状态C练习：练习：2、放在斜面上的一个物体，当斜面的倾角为、放在斜面上的一个物体，当斜面的倾角为 时，时，它能沿着斜面匀速下滑，求物体与斜面之间的动摩它能沿着斜面匀速下滑，求物体与斜面之间的动摩擦因数。擦因数。1、力的合成法、力的合成法GfNF解：解：物体的受力分析如图，将支持力物体的受力分析如图，将支持力与滑动摩擦力合成，得合力与滑动摩擦力合成，得合力F。由几何关系得：由几何关系得：由由1、2、3式得：式得：GfNG1G22、力的分解法、力的分解法解：解：物体的受力分析如图，将重力分解物体的受力分析如图，将重力分解为为G G1 1和和G G2 2两个分力，由几何关系得：两个分力，由几何关系得：由由1、2、3、4式得：式得：练习：练习：3、如图所示，用轻质弹簧拉着一个重、如图所示，用轻质弹簧拉着一个重200N的物体的物体A在斜面向上运动。当弹簧的伸长量为在斜面向上运动。当弹簧的伸长量为4cm时，物时，物体恰在斜面上做匀速直线远动，已知斜面与水平面体恰在斜面上做匀速直线远动，已知斜面与水平面的倾角为的倾角为30，斜面与物体的动摩擦因数为，斜面与物体的动摩擦因数为0.4。求。求轻质弹簧的劲度系数。轻质弹簧的劲度系数。fFNGxyG2G1解：解：选择物体选择物体A作为研究对象，作为研究对象，对物体对物体A进行受力分析。物进行受力分析。物体体A处于平衡状态，受到重处于平衡状态，受到重力力G，支持力，支持力N，拉力，拉力F和滑和滑动摩擦力动摩擦力f。以物体以物体A的重心为原点作直角的重心为原点作直角坐标系，设坐标系，设X轴沿着斜面向上，轴沿着斜面向上，y轴垂直于斜面。对重力轴垂直于斜面。对重力G沿沿x轴和轴和y轴进行分解，得：轴进行分解，得：在在x轴上：轴上：在在Y轴上：轴上：联合联合式解得：式解得：fFNGxyG2G1