1.共点力作用下物体的平衡.ppt

1、4.1 共点力作用下物体的平衡,大家都看过奥运比赛中的举重运动吧。运动员满脸通红，青筋暴起，然后将杠铃从举重台上举至两臂 ，在头上完全伸直。但是，大家有没有注意到一个细节，也就是运动员在完成将杠铃举起的整个过程后，有的运动员成绩有效，有的却无效。这是为什么？那么裁判员判定举重运动员成绩有效的依据是什么？,共点力作用下物体的平衡,一、共点力作用下物体的平衡状态,作用在物体的同一点，或作用线相交于一点的几个力称为共点力。,知识回顾,平衡状态,定义（P94）,物体在共点力的作用下，保持静止或做匀速直线运动，我们就说这个物体处于平衡状态。,讨论交流,图411,(a),(b),(c),1、它们各自受到什

2、么力的作用？这些力应满足什么条件？,2、在书上面放一盒粉笔，书共受到几个力？还平衡吗？,3、物体平衡状态跟物体受多少个力有关吗？,共点力的平衡状态,共点力的平衡状态,匀速行驶的汽车,静止在斜面上的木块,路边的标志牌,它们都有些什么共同点？,共点力的平衡条件,实验探究,二、共点力作用下物体的平衡条件,共点力的平衡条件,实验结论,作用在物体上的几个力的合力为零，叫做力的平衡。,F合0,活动,共点力的平衡条件,用力的图示法求出F1和F2的大小，并沿x，y方向分解， 求出x，y方向的合力各是多少？,100N,N,x,y,(,150,Fx合0 Fy合0,F1,F2,例1：如图所示，一个重为G的圆球，被一

3、段细绳挂在竖直光滑墙上，绳与竖直墙的夹角为，则绳子的拉力和墙壁对球的弹力各是多少？,共点力的平衡,例1：如图所示，一个重为G的圆球，被一段细绳挂在竖直光滑墙上，绳与竖直墙的夹角为，则绳子的拉力和墙壁对球的弹力各是多少？,共点力的平衡,共点力的平衡,当物体处于平衡状态时，它所受的某一个力与它受的其余的力的合力等值反向。,重要推论,共点力的平衡解题方法小结,1.正确选取研究对象,2.隔离物体，分析物体的受力，画出受力图,3.根据作用效果，准确进行力的分解（或力的合成）,4.根据平衡条件，列方程求解,正交分解法解平衡问题的一般思维程序为,选择研究对象：处于平衡状态下的物体； 对研究对象进行受力分析，

4、画好受力图； 建立直角坐标系（原则是尽量减少力的分解）； 根据平衡条件布列方程 解方程(组)，必要时验证结论。,此方法是力学解题中应用最普遍的方法，应注意学习。 共点力作用下物体的平衡条件是：F合= 0； 在建立直角坐标系时，要考虑尽量减少力的分解。 正交分解法把矢量运算转化成标量运算，极大的降低了数学应用的难度。,正交分解法,共点力的平衡条件,三.学以致用,1.质量为m的木块在与水平方向成角的推力F的作用下，在水平地面上作匀速运动，已知木块与地面间的摩擦因数为，那么木块受到的滑动摩擦力为： A. mg B. (mg+Fsin) C. (mg-Fsin) D. Fcos,此题答案：,B、D,共

5、点力的平衡条件,2.如图所示，斜面倾角，木块M和斜面间滑动摩擦因数为，问物体m质量多大时，才能使木块匀速运动？。,此题答案：,3.如图所示，斜面倾角为，物体A质量为m ,沿斜面匀速下滑，板B静止，B和A的质量相等，若A与B间，A与斜面间的滑动摩擦因数相同，求绳上的拉力。,此题答案：,正交分解法,答：五个共点力F合 = 0， 即：F合 =F1-F2345合= 0， F2345合 = F1 = 10 N,方向：与F1方向相反，如图示,题型二 利用整体法和隔离法解物体的平衡问题,例3（全国卷）用轻质线把两个质量未知的小球悬挂起来,如右图所示今对小球a持续施加一个向左偏下30的恒力,并对小球b持续施加

6、一个向右偏上30的同样大的恒力,最后达到平衡。表示平衡状态的图可能是：（ ）,A,整体法的优点是研究对象少，未知量少，方程数少，求解简洁。所以对于涉及两个及两个以上的物体的平衡问题（或非平衡问题）时优先考虑“整体法”。,整体法,例4（06年全国卷）如图所示，位于水平桌面上的物块P，由跨过定滑轮的轻绳与物块Q相连，从滑轮到P和到Q的两段绳都是水平的。已知Q与P之间以及P与桌面之间的动摩擦因数都是，两物块的质量都是m，滑轮的质 量、滑轮轴上的摩擦都不计，若用一水平向右的力F拉P使它做匀速运动，则F的大小为（ ） A 4mg B 3mg C 2mg D mg,解析：选整体为研究对象，有F=2T+2m

7、g,选Q为研究对象，有T=mg，因此有F=4mg。因此选项A正确。,A,例5如图所示，质量为m的物体在沿斜面向上的力F作用下沿放在水平地面上的质量为M的粗糙斜面匀速下滑，此过程中斜面保持静止，则地面对斜面 （ ） A.有水平向左的摩擦力 B.无摩擦力 C.支持力小于（M+m）g D.支持力为（M+m）g,A C,整体法和隔离法,正交分解法,提升物理思想,例6.如图，某人通过定滑轮拉住一物体，当人向右跨一步后，人与物体保持静止，则（ ）,地面对人的摩擦力减少 地面对人的摩擦力增大 人对地面的压力不变 人对地面的压力减少,B,题型三 动态平衡问题的求解方法,题型四 平衡物体的临界状态 与极值问题,例7、如图，用细绳AO、BO悬挂重物，BO水平，AO和竖直方向成300，若AO、BO、所能承受的最大拉力分别为10N、6N，OC能承受足够大的拉力，为使细绳不被拉断，重物允许最大重力为多少？,A,300,O,B,C,例8（07年江苏省宿迁市调研卷）如图所示，物体的质量为2kg，两根轻绳AB和AC的一端连接于竖直墙上，另一端系于物体上，在物体上另施加一