高中物理矢量三角形的巧妙运用PPT学习教案

1、会计学1高中物理矢量三角形的巧妙运用高中物理矢量三角形的巧妙运用物理题物理题想一想：想一想：身边的三角形应用身边的三角形应用第1页/共24页物体受三个力物体受三个力F F1 1、F F2 2、F F3 3，处于平衡状态时，处于平衡状态时，F F1 1、F F2 2、F F3 3首尾相接，构成闭合三角形首尾相接，构成闭合三角形F1F2F3静止静止匀速直线运动匀速直线运动第2页/共24页如图所示，挡板竖直放置挡板竖直放置，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：GN1N2N1=G tanN2=G/cos 第3页/共24页如图所示，挡板与斜面垂直

2、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：GN2N1N1=G sinN2=G cos第4页/共24页物体平衡状态（静止物体平衡状态（静止oror匀速直线运动）匀速直线运动）受力分析受力分析F F1 1、F F2 2、F F3 3（不只三个力时可以先合成（不只三个力时可以先合成三个力）三个力）构建力的矢量三角形构建力的矢量三角形边的长度对应三个力的大小，夹角确定各力的方边的长度对应三个力的大小，夹角确定各力的方向向N1=G tanN2=G/cos N1GN2GN2N1N1=G sinN2=G cosGN2N1GN1N2第5页/共

3、24页如图所示，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。起初挡板竖直放起初挡板竖直放置，将挡板逆时针缓慢转动到与斜面垂直，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此过程中小球对斜面和挡板的压力如何变化挡板的压力如何变化？第6页/共24页如图所示，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。起初挡板竖直放起初挡板竖直放置，将挡板逆时针缓慢转动到与斜面垂直，置，将挡板逆时针缓慢转动到与斜面垂直，此过程的任意此过程的任意时刻物体近似时刻物体近似看成看成静止静止状态状态 类型类型第7页/共24页GN1N2GN2N1物体受力特点：物体受力特点

4、：3个力：个力：G、N2、N1G确定确定,即大小方向不变即大小方向不变N2方向确定方向确定,大小待定大小待定N1大小、方向变化情况待定大小、方向变化情况待定第8页/共24页GN1N2N2减小，减小，N1减小减小第9页/共24页GN1N2物体受力特点：物体受力特点：3个力：个力：G、N2、N1G确定确定,即大小方向不变即大小方向不变N2方向确定方向确定,大小待定大小待定N1大小、方向变化情况待定大小、方向变化情况待定不变力不变力G G为一系列可能的闭合三角形的公共边为一系列可能的闭合三角形的公共边, ,先作不变力先作不变力G G的有向线段的有向线段；从不变力箭头起按从不变力箭头起按N N2 2方

5、向确定力的方位作射线；方向确定力的方位作射线；从确定力从确定力G G起点画第三个力起点画第三个力N N1 1的有向线段将图的有向线段将图形封闭成三角形形封闭成三角形第10页/共24页GN1N2此过程中小球对斜面和此过程中小球对斜面和挡板的压力如何变化挡板的压力如何变化？第11页/共24页ABCOmgTOATOB本题答案本题答案:AO 如图所示，用等长的细线如图所示，用等长的细线OAOA、OBOB悬挂悬挂一重物，保持重物位置不变，使线的一重物，保持重物位置不变，使线的B B端沿半径等于端沿半径等于OAOA的圆周向的圆周向C C移动，则在移动过程中移动，则在移动过程中OBOB线的拉力的线的拉力的变

6、化情况是变化情况是 A.A.先减小后增大先减小后增大 B.先增大后减小先增大后减小 C. C. 总是减小总是减小 D.D.总是增大总是增大第12页/共24页PbaOFFaFbO 在在验证力的平行四边形定则验证力的平行四边形定则的实验的实验中，中，如图所示，如图所示，使使b弹簧秤从图示位置开始顺时针缓弹簧秤从图示位置开始顺时针缓慢转动，在这过程中，保持慢转动，在这过程中，保持O点的位置和点的位置和a弹簧秤的拉弹簧秤的拉伸方向不变，则在整个过程中，伸方向不变，则在整个过程中，a、b两弹簧秤的示数两弹簧秤的示数变化情况？变化情况？a减小，减小，b先减小后增大先减小后增大第13页/共24页baO 如图

7、所示，结点仍保持在如图所示，结点仍保持在O O位置，两绳位置，两绳套夹角小于套夹角小于9090，现保持弹簧秤现保持弹簧秤A A的示数不变而改变其拉的示数不变而改变其拉力方向使力方向使 角减小，角减小，应如何调整弹簧秤应如何调整弹簧秤B B的拉力大小及的拉力大小及 角角？FaFb物体受力特点：物体受力特点：3个力：个力：F、Fa、FbF确定确定,即大小方向不变即大小方向不变Fa大小确定大小确定, 方向待定方向待定F3大小、方向变化情况待定大小、方向变化情况待定F第14页/共24页FFaFbO物体受力特点：物体受力特点：3个力：个力：F、Fa、FbF确定确定,即大小方向不变即大小方向不变Fa大小确

8、定大小确定, 方向待定方向待定F3大小、方向变化情况待定大小、方向变化情况待定baOFaFbF 类型类型第15页/共24页FFaFbO物体受力特点：物体受力特点：3个力：个力：F、Fa、FbF确定确定,即大小方向不变即大小方向不变Fa大小确定大小确定, 方向待定方向待定F3大小、方向变化情况待定大小、方向变化情况待定baOFaFbF先作确定力先作确定力F的有向线段的有向线段, ,力力F为一系列可能的为一系列可能的闭合三角形的公共边闭合三角形的公共边；以不变力以不变力F F箭头为圆心箭头为圆心, ,表示大小确定力表示大小确定力F Fa a的线的线段长为半径作圆；段长为半径作圆；从圆周上的点向表示

9、确定力从圆周上的点向表示确定力F Fa a的有向线段的箭的有向线段的箭尾作第三力尾作第三力F Fb b的有向线段将图形封闭成三角形的有向线段将图形封闭成三角形. .第16页/共24页 如图所示，小球质量如图所示，小球质量m，用一细线悬挂，用一细线悬挂现用一大小恒定的力现用一大小恒定的力F（Fmg）慢慢将小球拉起，）慢慢将小球拉起，在小球可能的平衡位置中，细线最大的偏角在小球可能的平衡位置中，细线最大的偏角是多少？是多少？ mmgFFT先作确定力先作确定力mg的有向线段的有向线段, ,力力mg为一为一系列可能的闭合三角形的公共边系列可能的闭合三角形的公共边；以不变力箭头为圆心以不变力箭头为圆心,

10、 ,表示大小确定表示大小确定力的线段长为半径作圆；力的线段长为半径作圆；球球从圆周上的点向表示确定力的有向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线段的箭尾作第三力的有向线段. . 由图可知由图可知, ,在小球可能的平衡在小球可能的平衡位置中位置中, ,细线最大偏角为细线最大偏角为m sin =F/G第17页/共24页1 1、矢量三角形在静态平衡问题中、矢量三角形在静态平衡问题中的应用的应用2、矢量三角形判断常见动态平衡、矢量三角形判断常见动态平衡几种类型？几种类型？各自的受力特点各自的受力特点？如何处理？如何处理？第18页/共24页如图所示，两个光滑的球体，直径均为如图所示

11、，两个光滑的球体，直径均为d，置于直径为，置于直径为D的圆桶内的圆桶内，且，且dD2d，在相互接触的三点，在相互接触的三点A、B、C受到的作用力分别为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，如果将桶的直径加大，但仍小于2d，则，则F1、F2、F3的变化情况是（的变化情况是（ ）AF1增大，增大，F2不变，不变，F3增大；增大；BF1减少，减少，F2不变，不变，F3减少；减少；CF1减少，减少，F2减少，减少，F3增大；增大；DF1增大，增大，F2减少，减少，F3减少；减少； ACB第19页/共24页AORGFNFTGFNFT如图所示如图所示,一个表面光滑的半球固定在水

12、平面上一个表面光滑的半球固定在水平面上,其球心的正上方一其球心的正上方一定高度处固定一小滑轮定高度处固定一小滑轮,一根细绳一端拴一小球一根细绳一端拴一小球,置于球面上置于球面上A点点,另另一端绕过定滑轮一端绕过定滑轮,现缓慢地拉动细绳的一端现缓慢地拉动细绳的一端,使小球从使小球从A点运动到点运动到D点点,在此过程中在此过程中,小球所受的球面支持力小球所受的球面支持力FN及细绳拉力及细绳拉力FT的变化情的变化情况是况是D 类型类型FN不变不变,FT变小变小物体受力特点：物体受力特点：3个力：个力：G、FN、FTG确定确定,即大小方向不变即大小方向不变 FN、FT变化有依据情况待定变化有依据情况待

13、定第20页/共24页AORGFNFTGFNFTD 类型类型自小球先作表示确定力自小球先作表示确定力G G的有向线段的有向线段 ；作表示绳、半球对小球作用力的有向线作表示绳、半球对小球作用力的有向线段：方向沿绳与沿半球半径段：方向沿绳与沿半球半径R，大小与，大小与G构成闭合三角形；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：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由几何边长的变化判定对应力大小的变化 物体受力特点：物体受力特点：3个力：个力：G、FN、FTG确定确定,即大小方向不变即大小方向不变 FN、FT变化有依据情况待定变化有依据情况待定第21

14、页/共24页lORmgFNFT本题答案本题答案:AD 如图所示，在悬点如图所示，在悬点O处用细线拉着小球，使它静处用细线拉着小球，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，则平面缓慢向左移动一些距离，则 A. 小球对柱面的压力增大小球对柱面的压力增大 B. 细线对小球的拉力不变细线对小球的拉力不变 C. 柱面对小球的支持力不变柱面对小球的支持力不变 D. 小球对细线的拉力减小小球对细线的拉力减小 第22页/共24页如图所示，绳子如图所示，绳子a一端固定在杆上一端固定在杆上C点，另一端通过定滑轮用力点，另一端通过定滑轮用力拉住，一重物以绳拉住，一重物以绳b挂在杆挂在杆BC上，杆可绕上，杆可绕B点转动，杆、绳质量点转动，杆、绳