共点力平衡课件

3.5共点力的平衡第三章相互作用——力【新课导入】想一想什么是平衡呢？平衡是物体的一种“状态”，当物体受到几个力的作用，保持静止或者匀速直线运动状态时，我们就说这个物体处于平衡状态。PART.1

一.共点力一、共点力

图中分别画出了重力为G的木棒在力F1

和F2

的共同作用下处于平衡状态的情况，这些力都位于同一平面内。请同学们观察这四幅图，并回答以下问题：

（1）根据每幅图中各个力作用线的几何关系，可以把上述四种情况的受力分成两类，你认为哪些情况属于同一类？（2)你是根据什么来划分的？共点力：是指物体同时受到几个力的作用，如果这几个力都作用在物体的同一点，或者它们的作用线延长后相交于同一点，这几个力就叫做共点力。二、共点力的平衡条件PART.2二力平衡：作用在同一物体上的两个力，如果大小相等、方向相反，并且作用在同一条直线上，这两个力平衡。二力平衡时，物体所受的合力为0。F拉mg三力平衡GF1F2GF据平行四边形定则作出其中任意两个力的合力来代替这两个力，从而把三力平衡转化为二力平衡F

如果物体受到多个共点力作用，我们可以逐步通过力的合成，最终等效为两个力的作用。如果这两个力的合力为0，则意味着所有力的合力等于0，物体将处于平衡状态。mgFNF牵Ff四力平衡因此，在共点力作用下物体平衡的条件是合力为0。多力平衡静止匀速直线平衡状态二力平衡静止在水平面上的物体四力平衡水平匀速行驶的汽车匀速下落的雨滴水平力推桌未动三力平衡FfmgFN物块静止在斜面上FfmgFN物体沿斜面匀速下滑1、将物体所受重力按力的作用效果进行分解，下列图中错误的是（

C

）A． B．C．D．PART.3

求共点力的合力1）原理：把一个已知力沿着两个互相垂直的方向进行分解。2）步骤：(1)建立xoy直角坐标系力的正交分解法F1F2xyOF1F2xyOF2yF1yF1xF2X(2)将不在坐标轴上的力分解到坐标轴上；（3）分别求出X轴、y轴上个分力矢量和，即Fx=Fx1+Fx2+Fx3+……Fy=Fy1+Fy2+Fy3+……（4）求共点力的合力：合力大小xFyF=qtan合力方向与x轴的夹角为θxyo

FX

Fy

Fθ

例题、生活中常用一根水平绳拉着悬吊重物的绳索来改变或固定悬吊物的位置。如图3.5-2，悬吊重物的细绳，其O点被一水平绳BO牵引，使悬绳AO段和竖直方向成θ角。若悬吊物所受的重力为mg，则悬绳AO和水平绳BO所受的拉力各等于多少？解：（1）确定研究对象，（2）对这个物体进行受力分析：三根绳子给的拉力F1、F2、F3F1F2F3F3=mgF4yx解法一：正交分解法——转化为四力平衡

如图，以O为原点建立直角坐标系。F2方向为x轴正方向，向上为y轴正方向。

F1在两坐标轴方向的分矢量分别为F1x

和F1y。因x、y两方向的合力都等于0，可列方程F1F2F3F1xF1y在x轴方向上F2-F1x=0在y轴方向上F1y–F3=0F1x=F1sinθF1y=F1cosθ直角三角形中三角函数关系可知：F2-F1sinθ=0即F1cosθ-mg=0F1

＝mg/cosθF2

＝mgtanθ联立可求得解：F1F2F3解法二合成法——转化为二力平衡。(任意两个力的都与第三力平衡）F4

F1

＝mg/cosθ,F2

＝mgtanθ.3、建造桥梁时，为了让桥下能顺利通行大型船只或车辆，要把桥造得高一些．如图所示，高大的桥要造很长的引桥，其主要目的是（）A．为了减小车辆受到的摩擦力B．为了减小车辆受到的重力C．为了减小车辆对引桥面的压力D．为了减小车辆重力平行于引桥桥面向下的分力2、如图所示，一重力为G的物体静止在倾角为θ的斜面上，沿平行于斜面和垂直于斜面的两个方向分解重力G，这两个方向上的分力分别为F1和F2。则分力F2的大小为

A.GB.GsinθC.GcosθD.Gtanθ3.某幼儿园要在空地上做一个滑梯，根据空地的大小，滑梯的水平跨度确定为6m。设计时，滑板和儿童裤料之间的动摩擦因数取0.4，为使儿童在滑梯游戏时能在滑板上滑下，滑梯至少要多高？【分析】将滑梯抽象为一个斜面的模型，以正在匀速滑下的小孩为研究对象。小孩受到三个力的作用：重力G、斜面的支持力FN和滑动摩擦力Ff

。当这三个力的合力为0时，小孩能在滑板上获得一定速度后匀速滑下，则斜面的高度即为所要求的滑梯的高度。【解析】在图中，沿平行和垂直于斜面两个方向建立直角坐标系。把重力G沿两坐标轴方向分解为F1和F2，设斜面倾角为θ，由于

F2

垂直于

AB、G垂直于

AC，故

F2

和

G的夹角也等于θ。l、b和h分别表示AB、AC和BC的长度。根据共点力平衡的条件和直角三角形中三角函数关系可知：在x轴方向上在y轴方向上二、共点力平衡的条件共点力作用下物体平衡的条件是合力为0。