高一物理平衡中的三力平衡问题.doc

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专题一 共点力平衡中的三力平衡问题
【学习目标】
1．进一步理解共点力作用下物体的平衡条件。
2．掌握求解三力平衡问题的常用方法：三力平衡原理和正交分解法。
【学习重点】三力平衡原理和正交分解法的理解和掌握。
【学习难点】三力平衡原理几种数学方法的掌握。
【学海导航】
1．平衡状态是指物体处于_____静止____状态或______匀速直线运动_______状态。
2．动力学特征是：合力F合=__0__，加速度a = __0__，速度v __=__0或 v__ ≠ __0。
【导学过程】
一．三力平衡问题的特点
1．物体受三个力作用平衡时，其中任意两个力的合力必跟第三个力是一对___平衡___力，且大小____相等____，方向____相反____。
2．三力汇交原理：如果一个物体受三个不平行外力的作用而平衡，这三个力的作用线必在同一_____平面____上，而且必定______交于一点______。例如用双线法确定细木棒的重心等。
二．三力平衡问题的求解方法
1．正交分解法：将各力分解到x轴上和y轴上，运用FX=0，FY=0求解。值得注意的是，对x、y方向选择时，尽可能使落在x、y轴上的力多；被分解的力尽可能是已知力。
2．直角三角形知识：在对力利用平行四边形（或三角形）定则运算的过程中，如果三角形为直角三角形，则可利用直角三角形相关数学知识求解。
3．相似三角形法：在对力利用平行四边形（或三角形）定则运算的过程中，如果三角形与已知边长（或边长比）的几何三角形相似，则可利用相似三角形对应边成比例的性质求解。
4．正弦定理：在对力利用平行四边形（或三角形）定则运算的过程中，如果三角形的角度已知，与已知边长（或边长比）的几何三角形相似，则可利用正弦定理求解。

5．拉密定理：物体受三个共点力作用而处于平衡状态时，各力的大小分别与另外两个力夹角的正弦值成正比。

例题一：（课本P79习题2）在倾角为α的斜面上，有一块竖直挡板，在挡板和斜面间有一重为G的光滑圆球，如图所示。试求：这个球对挡板和斜面的压力。

例题二：如图所示，一个重力为mg的小环套在竖直的半径为r的光滑大圆环上，一劲度系数为k，自然长度为L（L<2r）弹簧的一端固定在小环上，另一端固定在大圆环的最高点A。当小环静止时，略去弹簧的自重和小环与大圆环间的摩擦。求弹簧与竖直方向之间的夹角φ。

例题三：如图所示，重5N的电灯，由电线BO和细绳AO固定，BO与天花板的夹角为60°，AO与竖直墙垂直，试求：①电线受到的力；②细绳受到的力。

【思考练习】
1．课本P73练习3

2．如图所示，水平横杆（重力不计）的A端用铰链固定在墙上，B端用细绳悬挂重力为G的物体，α = 30°求：墙壁对A端的作用力的大小和方向。

3．静止在斜面上的物体，关于斜面对物体作用力的方向【 ABD 】
A．沿斜面向上 B．垂直斜面向上 C．竖直向上 D．竖直向下
4．上题中，若斜面倾角为θ，则斜面对物体作用力的大小【 ABD 】
A．mg B．mgsinθ C．mgcosθ D．不能确定
【学教后记】

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