35共点力的平衡（第1课时）课件高一上学期物理人教版

3.5共点力的平衡（第1课时）物

理GFNGF1F2GFNFFfF1F2F静止的书静止的画框飞旋的的链球静止的秋千静止的扁担匀速直线运动的汽车GF1F2GFGGFNGF1F2GFNFFf静止的书静止的画框匀速直线运动的汽车共点力：几个力如果都作用在物体的同一点，或者它们的作用线相交于一点，这几个力叫作共点力。思考：以上三种情况中物体均处于什么状态？平衡状态一、平衡状态平衡状态:物体受到几个力的作用时，如果保持静止或匀速直线运动的状态。一、平衡状态当物体受到多个力作用平衡时，它们的受力有何特点?GNfFNGf合力等于零,即

平衡条件

平衡状态的运动学特征：

静止：V=0a=0匀速直线运动：v≠0a=0F合＝0或a=0一、平衡状态“静止”=“v=0”?v=0a=0时，静止，处于平衡状态a≠0时，不静止，处于非平衡状态，如自由落体初始时刻、竖直上抛注意：保持静止和瞬时速度为0意义不同一、平衡状态共点力合力为0的具体表达形式：F合=0

物体受三个力：三个力首尾相接构成一个闭合三角形任意两个力的合力和第三个力是一对平衡力正交分解：Fx=0Fy=0物体受N力时：正交分解：Fx=0Fy=0物体受两个力时：任意一个力与剩余(N-1)个力的合力一定等大反向分析思路：多力

三力

二力转化转化例1：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？模型构建GFfABCFN受力分析二、共点力平衡的实例分析二、共点力平衡的实例分析ABC方法一：正交分解法

Ff＝μFN

解得：tanθ

=μ

可得：h=μ·AC=0.4×6m=2.4m以滑梯上正匀速下滑的小孩为研究对象，受力分析如图：沿平行和垂直于斜面两个方向建立直角坐标系，把重力G沿两个坐标轴方向分解为F1和F2。三力平衡转化为四力平衡。GFN

FfθθxyG1

G2

二、共点力平衡的实例分析以滑梯上正匀速下滑的小孩为研究对象，受力分析如图所示，支持力和摩擦力的合力与重力等大反向方法二：合成法

Ff＝μFN

解得tanθ

=μ

可得：h=μ·AC=0.4×6m=2.4mFNGG’FfABCθθ

GFfFN

二、共点力平衡的实例分析合成法：把物体所受的力合成为两个力，则这两个力大小相等、方向相反，并且在同一条直线上。正交分解法：把物体所受的力在两个互相垂直的方向上分解，每个方向上合力都为0。两种方法的特点：二、共点力平衡的实例分析例2：如图悬吊重物的细绳，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G，则悬绳AO和水平绳BO所受的拉力各等于多少？F3F2F1合成法F3F2F1F5F3F2F1F6乙丙F3F1F2F4甲对于三力平衡问题，可以选择任意的两个力进行合成。对甲：二、共点力平衡的实例分析正交分解法：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：F2－F1x＝0F1y－F3＝0即F2－F1sinθ＝0

（1）

F1cosθ－G

＝0

（2）由（1）（2）式解得F1＝G/cosθ，F2＝Gtanθ。即绳AO和绳BO所受的拉力大小分别为Gcosθ和Gtanθ。F3F1F2xyF1yF1x三、处理平衡问题的常用方法方法内容合成法物体受三个共点力的作用而平衡，则任意两个力的合力一定与第三个力大小相等，方向相反分解法物体受三个共点力的作用而平衡，将某一个力按力的效果分解，则其分力和其他两个力满足平衡条件正交分解法物体受到三个或三个以上力的作用时，将物体所受的力分解为相互垂直的两组，每组力都满足平衡条件力的三角形法对受三力作用而平衡的物体，将力的矢量图平移使三力组成一个首尾依次相接的矢量三角形，根据正弦定理、余弦定理或相似三角形等数学知识求解未知力应用共点力平衡条件解题的步骤:合成法、分解法、正交分解法根据平衡条件列出平衡方程，解平衡方程，对结果进行讨论选取一个平衡体（单个物体或系统，也可以是结点）作为研究对象对研究对象进行受力分析，画出受力示意图1.选择研究对象2.画受力示意图3.明确解题策略4.列方程求解三、处理平衡问题的常用方法四、整体法、隔离法求解平衡问题(1)整体法：对物理问题的整个系统或整个过程进行分析、研究的方法。(2)整体法和隔离法的应用：在分析外力对系统的作用时，用整体法；在分析系统内各物体（或一个物体的各部分）间的相互作用时，用隔离法；有时解答一个问题需要多次选取研究对象，整体法和隔离