第章力与平衡 讲课

4.3共点力的平衡及其应用感悟平衡之美图1：蘑菇石图2：商场电梯上的人图3：远古巨石图4：平稳飞行的飞机提出问题：在自然界物体存在的形式是多种多样的。矗立的岩石和各类建筑，马路上逐渐加速的汽车，匀速上升的电梯上站立的人，绕太阳运转的地球等等。我们描述某些物体状态时常用“平衡”这个词。大家能否联想一下自己的日常生活中的例子，哪些物体是平衡的？在物理学中“平衡”这个词究竟是什么含义呢？

物体保持静止或者做匀速直线运动的状态叫平衡状态，这里包括速度恒为零的静止状态，是一种静态的平衡；也包括运动间的平衡，即速度不为零、但大小方向都不变的匀速直线运动状态。1、平衡状态是指物体的运动状态保持不变下列运动状态属于平衡状态的有（）A:静止B:自由落体运动C:匀速直线运动D:匀速圆周运动AC思考：那么力的平衡要满足什么条件呢？匀速升空站立GN二力平衡大小相等方向相反同一直线一对平衡力的合力为零一、共点力的概念几个力作用于物体上的同一点或几个力的作用线相交于同一点，这几个力叫做共点力方案13、三个共点力作用下物体的平衡条件猜想假设实验设计F1F2F3方案2方案3F1F2F3F31F32F1F2F3F12F合=0因此由实验可得出结论:三个共点力作用下物体的平衡条件为:F合=0由实验收集的数据可知：F12与F3大小相等，方向相反，在一条直线上。(F12表示F1、F2的合力）三个共点力作用下物体的平衡条件F1F2F3F121、F12=F3(F12表示F1、F2的合力）2、F13=F2(F13表示F1、F3的合力）3、F23=F1(F23表示F1、F3的合力）F2F1F3F13F2F1F3F23即：当物包体所撑受三短个共赚点力寒而处促于平竞衡状碌态，以那么韵其中微任意对两个炉力的输合力粒一定逐与第键三个畜力大征小相策等、处方向值相反曾、作瓜用在但同一克条直衬线上驻。∵F合=0即F1+F2+F3=0∴盗F1+F2=-腊F3F1+F3=-筑F2F2+F3=-剑F1推广立：物体嫌在三个伍以上共点亿力作亦用下犬的平均衡条斗件是振所受姓合力子也为舅零。穿即F合＝0推论捏：当物录体处纲于平杀衡时兽，它妄所受跟的某垃一个孙力与徒其余的托力的雾合力洪等值救反向墨。寻找三个始以上的共椅点力误的平纽奉衡条红件：根据莫力的肠合成屿定则摩，我们捐可以贴把任虫意两翅个共栋点力毒用一拢个力庭代替处，据出此，催逐步糟的等采效简竹化，皆三个嚼以上番的共翼点力箭最终答也都粗可以饶等效冷简化栽为两挺个共死点力深。可见爪三个茅以上缝的共制点力爷的平稳衡最退终也钢都可茫以等腾效简风化为渐二力陪平衡比。二力乘平衡旗的物樱体合活外力恋为零姜。F12芦3F12F1F4F3F2如四钉个力痰的简娃化知识映巩固二、掉共点且力作封用下辈物体驳的平就衡1．平洽衡状厕态物体铲处于或的状殖态．2．共锻点力丽的平顷衡条竹件：F合＝0静止匀速掏直线坟运动知识搜巩固三、由共点累力平伪衡的义几条集重要召理论1．二谈力平废衡：晕如果私物体鼻在两锋个共顷点力而的作然用下与处于笋平衡丑状态陵，这忙两个煮力必只定大崭小，方肃向．2．三其力平佩衡：材如果次物体羊在三身个共糟点力还的作牧用下山处于拍平衡刑状态纤，其鬼中任道意两贪个力买的合狸力一泼定与镰第三缴个力炸大小、方鹊向．相等相反相等相反知识巡寿巩固3．多蔬力平郑衡：像如果识物体易受多未个力逐作用查处于葵平衡渣，其出中任节何一侧个力电与其速余力椒的合焰力大灭小，方写向．相反相等课竖后趴热球身1一物露体同猛时受临到共漠面的脆三个刘力的阵作用供，下着列几燃组力受的合肆力可猛以为0的是(啦)A.次5N、7N、8NB.运5N、2N、3NC.宣1N、5N、10耳ND.东1N、10克N、10搏NAB徒D课成后蹈热劈燕身2.两个里物体A和B，质量驳分别兄为M和m，用跨痰过定立滑轮不的轻扎绳相牵连，A静止心于水涛平地简面上情，如梨图1-苦4-跑1所示混，不惧计摩啦擦，A对绳猴的作气用力系的大呈小与画地面镜对A的作使用力锐的大楚小分凤别为(舅)A.北mg国,(伯M-脚m)蛋gB.狗mg需,M徐gC.赠(M殊-m索)g逆,M边gD.蝴(M店+m荒)g工,(批M-复m)奸g图1-带4-秋1AⅡ：求肿解共赶点力污作用认下平祝衡问枯题的加解题岭步骤猴：（1）确随定研朗究对泡象（2）对步研究软对象艇进行脚受力第分析排，并临画受辈力图吹；（3）据纽奉物体无的受棒力和纯已知钩条件丧，采远用力倚的合暴成、累分解芝、图丝式解、扣正交狸分解蔬法，疼确定愚解题勺方法常；（4）解诸方程赖，进找行讨膊论和队计算涂。例题用绳还子将粱鸟笼汪挂在车一根饮栋梁杆上，OA与横记梁的芝夹角600，OA与OB垂直罪，如洋图所烘示。危若鸟规笼重没为20语N。求扎⑴绳档子OC对鸟坐笼的君拉力帐；⑵激绳子OA和OB对结法点O的拉施力。解：⑴对难鸟笼型分析T由二邀力平成衡得OC对鸟顷笼的突拉力傅的大鲁小为T=名G=竿20科N⑵对授结点哲分析GF12TF1F2600由共驳点力员的平谅衡得放：Ｆ12＝ＴF1=F12co络s6漫00F2=F12si纯n6丽00点对讨象明受社力表依屋据由三古角函爷数关辽系得对力烤的处忆理代入数据，可解得：Ｆ１=10N,F2=10N解法给２对结偿点分邻析(如图)TF1F2按平浊行四胶边形移定则下分解仰ＴＴ2T1600由三献角函蜡数可贯得T1=Tc处os600T2=T押si抵n6巡寿00根据垫共点犯力的辣平衡发条件献得F1=T1F2=T2代入数据，可解得：Ｆ１=10N,F2=10N解法睡３对结纤点分旋析(如图)由共驻点力钢的平殖衡条活件知使：平移备各力纳后一毒定是郑封闭冬的三哄角形由三嘴角函作数可彩得F1=Ts终in300F2=T爬co乒s3虾00代入榴数据脑，可吹解得TF2F130°解：皆对球须受力气分析结（如溉图）GF1F2G2G1将G分解陆得由共连点力击的平平衡条裙件得犯到4、如消图所拳示，充如果厘篮球静的重梦Ｇ=1置5Ｎ，α=术300.求:细绳毫对球球的拉右力和集墙面温对球魂的支月持力各是维多少.G2=Gtan300=15×=5NG1=G/cos300=15/()=10N细绳对球的拉力F1=G1=10N墙面对球的支持力F2=G2=5N例1：蕉有两招条绳晕子a和b使小吧球处烛于静松止状求态。舍已知扯球质营量m，b水平治，a与墙哲的夹迟角为θ。求a绳对劲小球刺拉力F1和b对小沉球的小拉力F2。解:1.选小副球为嚼研究红对象2.受力怕分析(如图)：该青球受核三个城力的背作用,即:小球盾的重裕力mg温,a对O点的腊拉力F1，b对O点的耻拉力F23.合成犹，计获算方向师都沿什绳的牛收缩欲方向二、侮三力谜平衡水问题Ⅲ.平衡界种类维和稳轰度（1）平嘴衡种石类:1.不稳禽定平睁衡2.稳定勾平