力的平衡PPT课件.ppt
第第3 3节、力的平衡节、力的平衡感悟平衡之美感悟平衡之美图图1：蘑菇石：蘑菇石图图2：商场电梯上的人：商场电梯上的人图图3：远古巨石：远古巨石图图4：平稳飞行的飞机：平稳飞行的飞机提出问题：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某些物体状态时常用“平衡平衡”这个词。大家能否联想这个词。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？一下自己的日常生活中的例子，哪些物体是平衡的？在物理学中在物理学中“平衡平衡”这个词究竟是什么含义呢？这个词究竟是什么含义呢？物体处于静止或者做匀速直线运动的状态叫平衡状物体处于静止或者做匀速直线运动的状态叫平衡状态态，这里包括速度恒为零的静止状态，是一种静态的平，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。都不变的匀速直线运动状态。那么力的平衡要满足什么条件呢？那么力的平衡要满足什么条件呢？寻找共点力的平衡条件寻找共点力的平衡条件：根据力的合成法则，根据力的合成法则，任意两个力的合力与第三个任意两个力的合力与第三个力大小相等，方向相反，作用在同一直线上。据力大小相等，方向相反，作用在同一直线上。据此，三个以上的共点力最终都可以等效简化为两此，三个以上的共点力最终都可以等效简化为两个共点力。个共点力。推广：推广：物体在共点力作用下的平衡条件是所受合物体在共点力作用下的平衡条件是所受合力为零。即力为零。即F F合合0 0推论：推论：当物体处于平衡时，它所受的某一个力与其当物体处于平衡时，它所受的某一个力与其余的力的合力等值反向。余的力的合力等值反向。一、平衡状态一、平衡状态1 1、定义：在共点力作用下，物体保持静止或匀速直线、定义：在共点力作用下，物体保持静止或匀速直线运动，我们就说物体处于平衡状态。运动，我们就说物体处于平衡状态。注：注：1 1）保持静止的含义）保持静止的含义 2 2）状态相对地面而言）状态相对地面而言思考：竖直上抛到最高点的物体是否处于平衡状态？思考：竖直上抛到最高点的物体是否处于平衡状态？2 2、物体的平衡条件：、物体的平衡条件：作用在物体上的所有力的合力为作用在物体上的所有力的合力为0.0.即即F F合合=0=0 F F合合=0=0F F合合=0=0 或者或者 例例1 1：有两条绳子有两条绳子a a 和和b b使使小球处于静止状态。已知球质小球处于静止状态。已知球质量量m m，b b水平，水平，a a与墙的夹角为与墙的夹角为。求。求a a绳对小球拉力绳对小球拉力F F1 1 和和b b对对小球的拉力小球的拉力F F2 2。解解:1.1.选小球为研究对象选小球为研究对象 2.2.受力分析受力分析(如图如图)：该球受三个力：该球受三个力的作用的作用,即即:小球的重力小球的重力mg,amg,a对对O O点的拉力点的拉力F F1 1，b b对对O O点的拉力点的拉力F F2 2 3.3.合成，计算合成，计算 方向都沿绳的收缩方向方向都沿绳的收缩方向二、三力平衡问题二、三力平衡问题 例例题题2 2：如如图图所所示示：细细线线的的一一端端固固定定于于A A点点，线线的的中中点点挂挂一一质质量量为为m m的的物物体体，另另一一端端B B用用手手拉拉住住，当当AOAO与与竖竖直直方方向向成成角角，OBOB沿沿水水平平方方向向时时，AOAO及及BOBO对对O O点的拉力分别是多大？点的拉力分别是多大？解解析析：先先以以物物体体m m为为研研究究对对象象，它它受受到到两两个个力力，即即重重力力和和悬悬线线的的拉拉力力，因因为为物物体体处处于平衡状态，所以悬线中的拉力大小为于平衡状态，所以悬线中的拉力大小为F Fmgmg。再取再取O O点为研究对像，该点为研究对像，该点受三个力的作用，即点受三个力的作用，即AOAO对对O O点的拉力点的拉力F F1 1，BOBO对对O O点的拉力点的拉力F F2 2，悬线对，悬线对O O点的拉力点的拉力F F，如图所示，如图所示：a a：用力的分解法求解：用力的分解法求解：将将F Fmgmg沿沿F F1 1和和F F2 2的反方的反方向分解，得到向分解，得到 得到得到 b b：用正交分解合成法求解：用正交分解合成法求解：建立平面直角坐标系建立平面直角坐标系 由由F Fx x合合=0;=0;及及F Fy y合合=0=0得到得到:解得解得:2 2：结结合合例例题题总总结结求求解解共共点点力力作作用用下下平平衡问题的解题步骤：衡问题的解题步骤：（1 1）确定研究对象）确定研究对象 （2 2）对对研研究究对对象象进进行行受受力力分分析析，并并画画受力图；受力图；（3 3）据据物物体体的的受受力力和和已已知知条条件件，采采用用力力的的合合成成、分分解解、图图解解、正正交交分分解解法法，确定解题方法；确定解题方法；（4 4）解方程，进行讨论和计算。）解方程，进行讨论和计算。例题例题3 3 如如图图所所示示：重重为为G G3N3N的的小小球球在在竖竖直直挡挡板板作作用用下下静静止止在在倾倾角角为为=30=30o o的的光光滑滑斜斜面面上上，已知挡板也是光滑的，求：已知挡板也是光滑的，求：（1 1）挡板对小球弹力的大小；）挡板对小球弹力的大小；（2 2）斜面对小球弹力的大小。）斜面对小球弹力的大小。2.平衡种类和稳度平衡种类和稳度（1）平衡种类）平衡种类:1.稳定平衡稳定平衡2.稳定平衡稳定平衡3.随遇平衡随遇平衡（2）提高稳度的方法：提高稳度的方法：降低重心降低重心增大支持面增大支持面作业：作业：P931、2、3、4
