高一物理必修1共点力平衡ppt.ppt

问题问题1、将一个已知力分解，其结果唯一的条件是什么？、将一个已知力分解，其结果唯一的条件是什么？1）已知两个分力的方向）已知两个分力的方向2）已知一个分力的大小和方向）已知一个分力的大小和方向FF1F2FF1F2FF1F2唯一解唯一解唯一解唯一解问题问题2、若已知一个分力、若已知一个分力F1的大小和另一分力的大小和另一分力F2的方向的方向 (即已知即已知F2和和F的夹角的夹角），将一已知力，将一已知力F分解，分解，其结果有多少种可能？其结果有多少种可能？1)F1 Fsin无解无解2)F1=Fsin一解一解FF2F1F1F1FF2F1 3）FsinF1 F1+F2或或F F1 F2FF1F2FF1F2FF1F2FF1F2无解无解一解一解F1 F23）F1 F2 F F1+F2FF1F2FFF1F2FF1F2无数解（一个面内两解）无数解（一个面内两解）继继 续续问题问题3、已知两个分力、已知两个分力F1、F2的大小，将一个已知力的大小，将一个已知力F分分 解，其结果有多少种可能？解，其结果有多少种可能？问题问题4、力分解中的最值问题？、力分解中的最值问题？F2minF2min=F sinF1F1）已知合力）已知合力F与一个分力与一个分力F1的方向（即已知的方向（即已知F和和F1的夹的夹角角），则另一分力），则另一分力F F2 2有最小值条件是有最小值条件是_，最小，最小值是值是_,_,此时此时F1F1的值为的值为_。F1=FcosF2 F1F2 FF=F1cos F2min=F 1sin 2）已知合力）已知合力F的方向及一个分力的方向及一个分力F1的大小和方向，另一的大小和方向，另一分力分力F2的小值的条件是的小值的条件是_，最小值是最小值是_ 此时此时F的值是的值是_.FF1F2min例例1、求下列每幅图中力、求下列每幅图中力F1、F2、F3的合力的合力 v典题精选典题精选2F32F32F202.在在“验证力的平行四边形定则验证力的平行四边形定则”实验中，实验中，F1和和F2表示两表示两个互成角度的力，个互成角度的力，F表示由平行四边形定则作出的表示由平行四边形定则作出的F1和和F2的合力；的合力；F表示用一个弹簧秤拉橡皮条时的力，则图表示用一个弹簧秤拉橡皮条时的力，则图3.3-2中符合实验事实的是（中符合实验事实的是（）图3.3-2A共点力作用下物体的平共点力作用下物体的平衡问题衡问题与物体受力分析与物体受力分析几个力如果都作用在物体上的同一点，或者它们几个力如果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的作用线相交于同一点，这几个力叫做共点力 图图1 1 图图2 2 图图3 3如图如图1 1、图、图2 2为共点力；而图为共点力；而图3 3为非共点力为非共点力一、共点力一、共点力 物体处于静止或者保持匀速直线运动的状物体处于静止或者保持匀速直线运动的状态叫做平衡状态。态叫做平衡状态。平衡状态平衡状态GN放在水平地面放在水平地面上静止的物体上静止的物体受力分析受力分析v=0NFfG水平地面上匀水平地面上匀速运动的物体速运动的物体v物体如果受到共点力的作用且物体如果受到共点力的作用且处于平衡状于平衡状态，就叫做共点力的平衡。就叫做共点力的平衡。共点力的平衡共点力的平衡这就叫这就叫共点力共点力的平衡的平衡共点力的平衡条件共点力的平衡条件共点力的平衡条件?n n回顾回顾:二力平衡的条件？二力平衡的条件？大小相等，方向相反大小相等，方向相反物体受到多个力的作用物体受到多个力的作用而处于平衡状态应满足而处于平衡状态应满足什么条件呢？什么条件呢？即合力为零探究共点力平衡的条件一个物体受到三个力的作用而一个物体受到三个力的作用而处于平衡状于平衡状态，则其中两个力的合力其中两个力的合力应该与第三个力与第三个力等大反向等大反向F2F1F3OF23F13F2F13.力的平衡：作用在物体上几个力的合力为零，这种情形叫做力的平衡.(1)若处于平衡状态的物体仅受两个力作用，这两个力一定大小相等、方向相反、作用在一条直线上，即二力平衡.(2)若处于平衡状态的物体受三个力作用，则这三个力中的任意两个力的合力一定与另一个力大小相等、方向相反、作用在一条直线上.(3)若处于平衡状态的物体受到三个或三个以上的力的作用，则宜用正交分解法处理在共点力的作用下，物体处于静止或匀速直线运动的状态.1.平衡状态：2.共点力作用下物体的平衡条件：合力为零，即F合=0二、受力分析要点二、受力分析要点（1 1）首先要确定研究对象，然后把它从周围物体中隔）首先要确定研究对象，然后把它从周围物体中隔离开来。离开来。（2 2）然后画物体所受的重力；再画出外力。）然后画物体所受的重力；再画出外力。（3 3）接着画物体所受的弹力。）接着画物体所受的弹力。（4 4）最后画物体所受的摩擦力。）最后画物体所受的摩擦力。一、受力分析一、受力分析【例例1 1】如如图图，一一个个物物体体 A A 在在水水平平拉拉力力作作用用下下做做匀匀速速直直线线运运动动，试试分分析析物物体体 A A 的的受受力力情情况。况。FAFGNf王后雄王后雄 P70 4P70 4、5 5、6 6 物理系统由于某些原因而发生突变时所物理系统由于某些原因而发生突变时所处的状态，叫临界状态。临界状态也可处的状态，叫临界状态。临界状态也可理解为理解为“恰好出现恰好出现”和和“恰好不出现恰好不出现”某种现象的状态。平衡物体的临界问题某种现象的状态。平衡物体的临界问题的求解方法一般是采用由平衡条件求出的求解方法一般是采用由平衡条件求出力的大小，看哪个力最先达到临界状态。力的大小，看哪个力最先达到临界状态。一、平衡物体的临界问题一、平衡物体的临界问题如图所示，在一细绳点系住一重物，细绳两端如图所示，在一细绳点系住一重物，细绳两端、分别固定在两边墙上，使得保持水平，、分别固定在两边墙上，使得保持水平，与水平方向成与水平方向成300角，已知细绳最大只能承受角，已知细绳最大只能承受200的拉力，那么点悬挂物体的重最多为的拉力，那么点悬挂物体的重最多为，这时细绳的，这时细绳的段即将断裂段即将断裂.二、动态平衡问题的求解方法。二、动态平衡问题的求解方法。根据平衡条件并结合力的合成或分解的方法，把三个根据平衡条件并结合力的合成或分解的方法，把三个平衡力转化成三角形的三条边，然后通过这个三角形平衡力转化成三角形的三条边，然后通过这个三角形求解各力的大小及变化。求解各力的大小及变化。【例例1】如图所示，保持角如图所示，保持角a不变，将不变，将B点向上移，则点向上移，则BO绳的拉力将：绳的拉力将：A.逐渐减小逐渐减小 B.逐渐增大逐渐增大 C.先减小后增大先减小后增大 D.先增大后减小。先增大后减小。ABOCGa例2 求挡板缓慢的放置水平的过程中小球对挡板和斜面压力的变化二、正交分解法解平衡问题的步骤二、正交分解法解平衡问题的步骤(1)(1)选择研究对象、对研究对象进行受选择研究对象、对研究对象进行受力分析，画好受力图；力分析，画好受力图；(2)(2)建建立立直直角角坐坐标标系系（原原则则是是尽尽量量减减少少力的分解）；将不在坐标上的力分解；力的分解）；将不在坐标上的力分解；(3)(3)根据平衡条件列方程根据平衡条件列方程(4)(4)解方程解方程(组组)，必要时验证结论。，必要时验证结论。【例例 1 1】试求沿斜面匀速下滑的木块的试求沿斜面匀速下滑的木块的受到摩擦力的大小。已知木块质量为受到摩擦力的大小。已知木块质量为MM，接触面动摩擦因数为，接触面动摩擦因数为q q【变式训练变式训练1 1】如图所示，用斜向上的如图所示，用斜向上的外力外力 F F将质量为将质量为mm的物体推着物体沿的物体推着物体沿竖直墙壁匀速运动，求物体与竖直竖直墙壁匀速运动，求物体与竖直墙壁间的滑动摩擦因数墙壁间的滑动摩擦因数为多少？为多少？F F【例例3 3】如图所示，质量为如图所示，质量为mm的物体的物体放在倾角为放在倾角为的斜面上，它与斜面的斜面上，它与斜面的滑动摩擦因数为的滑动摩擦因数为，在水平推力，在水平推力的作用下，物体沿斜面向上匀速滑的作用下，物体沿斜面向上匀速滑动，则物体所受的推力为多少？动，则物体所受的推力为多少？有些题是不能用正交分解法来进行求解的，有些题是不能用正交分解法来进行求解的，这些比较特殊的情况要加以积累。这些比较特殊的情况要加以积累。三、三力平衡中的三、三力平衡中的“相似三角形相似三角形”问问题题【例例1 1】如图所示，光滑大球固定不动，它的如图所示，光滑大球固定不动，它的正上方有一个定滑轮，放在大球上的光正上方有一个定滑轮，放在大球上的光滑小球（可视为质点）用细绳连接，并滑小球（可视为质点）用细绳连接，并绕过定滑轮，当人用力绕过定滑轮，当人用力F F缓慢拉动细绳时，缓慢拉动细绳时，小球所受支持力为小球所受支持力为NN，则，则NN，F F的变化情的变化情况是：况是：A A、都变大；、都变大；B B、NN不变，不变，F F变小；变小；C C、都变小；、都变小；D D、NN变小，变小，F F不变。不变。FR【变变式式训训练练2 2】如如图图所所示示，绳绳与与杆杆均均轻轻质质，承承受受弹弹力力的的最最大大值值一一定定，A A端端用用铰铰链链固固定定，滑滑轮轮在在A A点点正正上上方方（滑滑轮轮大大小小及及摩摩擦擦均均可可不不计计），B B端端吊吊一一重重物物。现现施施拉拉力力F F将将B B缓缓慢慢上上拉拉（均均未未断断），在在ABAB杆达到竖直前杆达到竖直前A A、上端绳子上的张力越来越大、上端绳子上的张力越来越大B B、上端绳子上的张力越来越小、上端绳子上的张力越来越小C C、ABAB杆上的弹力越来越大杆上的弹力越来越大D D、ABAB杆上的弹力越来越小杆上的弹力越来越小FAB 整体法与隔离法整体法与隔离法 对于连结体问题，通常用隔离法，但有时也可采对于连结体问题，通常用隔离法，但有时也可采用整体法用整体法 如果能够运用整体法，我们应该优先采用整体法，如果能够运用整体法，我们应该优先采用整体法，这样涉及的研究对象少，未知量少，方程少，求解简这样涉及的研究对象少，未知量少，方程少，求解简便；便；不计物体间相互作用的内力，或物体系内的物体不计物体间相互作用的内力，或物体系内的物体的运动状态相同，一般首先考虑整体法的运动状态相同，一般首先考虑整体法 对于大多数动力学问题，单纯采用整体法并不一对于大多数动力学问题，单纯采用整体法并不一定能解决，通常采用整体法与隔离法相结合的方法定能解决，通常采用整体法与隔离法相结合的方法 例例1 1如图所示，在两块相同的竖直木板间，如图所示，在两块相同的竖直木板间，有质量均为有质量均为mm的四块相同的砖，用两个大小均的四块相同的砖，用两个大小均为为F F的水平力压木板，使砖静止不动，则左边的水平力压木板，使砖静止不动，则左边木板对第一块砖，第二块砖对第三块砖的摩木板对第一块砖，第二块砖对第三块砖的摩擦力分别为：擦力分别为：()()A A4mg4mg、2mg2mg B B2mg2mg、0 0 C C2mg2mg、mgmg D D4mg4mg、mgmg41 2 3FFf14mgf12f22mg 1f1B 例例2 2、如图所示，人的质量为、如图所示，人的质量为60kg60kg，木板木板A A的质量为的质量为30kg30kg，滑轮及绳的质，滑轮及绳的质量不计，若人想通过绳子拉住木板，量不计，若人想通过绳子拉住木板，他必须用力的大小是他必须用力的大小是 （）A.225N B.300N C.450N A.225N B.300N C.450N D.600ND.600NAAOABPQ【练习】有一个直角支架【练习】有一个直角支架AOBAOB，AOAO水平放置水平放置,表面粗糙表面粗糙,OBOB竖直向下竖直向下,表面光滑。表面光滑。AOAO上套有小环上套有小环P P，OBOB上套有上套有小环小环QQ，两环质量均为，两环质量均为mm，两环由一根质量可忽略、不，两环由一根质量可忽略、不可伸长的细绳相连，并在某一位置平衡。现将可伸长的细绳相连，并在某一位置平衡。现将P P环向左环向左移一小段距离，两环再次达到平衡，那么将移动后的移一小段距离，两环再次达到平衡，那么将移动后的平衡状态和原来的平衡状态比较，平衡状态和原来的平衡状态比较，AOAO杆对杆对P P环的支持环的支持力力F FNN和摩擦力和摩擦力f f的变化情况是的变化情况是A.A.F FNN不变，不变，f f变大变大 B.B.F FNN不变，不变，f f变小变小 C.C.F FNN变大，变大，f f变大变大 D.D.F FNN变大，变大，f f变小变小 结合物体的运动进行受力分析 如如果果几几个个物物体体通通过过某某种种方方式式连连接接起起来来共共同同运运动动，这这样样的的几几个个物物体体所所组组成成的的体体系系叫叫做做连结体。连结体。连结体受力分析要点：连结体受力分析要点：（1 1）首先要把各个物体隔离出来；）首先要把各个物体隔离出来；（2 2）然后分别分析每个物体的受力情况。）然后分别分析每个物体的受力情况。三、连结体的受力分析三、连结体的受力分析【例例3 3】如如图图所所示示，水水平平桌桌面面上上的的物物体体A A用用细细绳绳跨跨过过定定滑滑轮轮和和物物体体B B相相连连,物物体体A A向向右右运运动动，试分析物体试分析物体A A、B B的受力情况。的受力情况。ABGA.GBTTNf