高中物理：《平衡条件的应用》课件（鲁科必修1）.ppt

第第4 4节：平衡条件节：平衡条件的应用的应用第五章力与平衡第五章力与平衡2021/8/11 星期三1 复习：复习：复习：复习：（1 1 1 1）如果一个物体能够保持）如果一个物体能够保持）如果一个物体能够保持）如果一个物体能够保持 _ _ _ _ 或或或或 ，我们就说物体处于平衡状态。，我们就说物体处于平衡状态。，我们就说物体处于平衡状态。，我们就说物体处于平衡状态。（2 2 2 2）当物体处于平衡状态时：）当物体处于平衡状态时：）当物体处于平衡状态时：）当物体处于平衡状态时：a a a a：物体所受各个力的合力等于：物体所受各个力的合力等于：物体所受各个力的合力等于：物体所受各个力的合力等于 ，这就，这就，这就，这就是物体在共点力作用下的平衡条件。是物体在共点力作用下的平衡条件。是物体在共点力作用下的平衡条件。是物体在共点力作用下的平衡条件。b b b b：它所受的某一个力与它所受的其余外力的合：它所受的某一个力与它所受的其余外力的合：它所受的某一个力与它所受的其余外力的合：它所受的某一个力与它所受的其余外力的合力关系是力关系是力关系是力关系是 。本节课我们来运用共点力的平衡条件求解一些本节课我们来运用共点力的平衡条件求解一些实际问题实际问题 2021/8/11 星期三2平衡条件的应用平衡条件的应用:物体静态平衡2021/8/11 星期三32021/8/11 星期三4一、物体的物体静态平衡一、物体的物体静态平衡1.1.概念：物体在力的作用下处于静止的平衡状态，概念：物体在力的作用下处于静止的平衡状态，称为静态平衡称为静态平衡2 2、受力特点：处于静态平衡的物体所受共点力的、受力特点：处于静态平衡的物体所受共点力的合力为零合力为零二、物体的动态平衡二、物体的动态平衡1.1.概念：物体在力的作用下处于匀速直线运动的平概念：物体在力的作用下处于匀速直线运动的平衡状态，我们称之称为静态平衡衡状态，我们称之称为静态平衡2 2、受力特点：处于静态平衡的物体所受共点力的、受力特点：处于静态平衡的物体所受共点力的合力为零合力为零2021/8/11 星期三5例例例例1 1 1 1、如图所示，一个半径为、如图所示，一个半径为、如图所示，一个半径为、如图所示，一个半径为r r r r，重为，重为，重为，重为G G G G的圆球被长为的圆球被长为的圆球被长为的圆球被长为2r2r2r2r的细线悬挂在墙上，求细线对球的拉力的细线悬挂在墙上，求细线对球的拉力的细线悬挂在墙上，求细线对球的拉力的细线悬挂在墙上，求细线对球的拉力F F F F1 1 1 1和墙和墙和墙和墙对球的压力对球的压力对球的压力对球的压力F F F F2 2 2 2.解：物体受力如图解：物体受力如图:细线对球细线对球的拉力的拉力F F和墙对球的支持力和墙对球的支持力N N的的合力合力F F合合 2021/8/11 星期三6例例例例2 2 2 2、在水平地面上有一质量为、在水平地面上有一质量为、在水平地面上有一质量为、在水平地面上有一质量为10kg10kg10kg10kg的物体，它受到的物体，它受到的物体，它受到的物体，它受到与水平方向成与水平方向成与水平方向成与水平方向成373737370 0 0 0角斜向上的角斜向上的角斜向上的角斜向上的50N50N50N50N的拉力作用，在的拉力作用，在的拉力作用，在的拉力作用，在水平方向做匀速直线运动，水平方向做匀速直线运动，水平方向做匀速直线运动，水平方向做匀速直线运动，g=10m/sg=10m/sg=10m/sg=10m/s2 2 2 2，求物体与，求物体与，求物体与，求物体与地面间的动摩擦因数（地面间的动摩擦因数（地面间的动摩擦因数（地面间的动摩擦因数（sin37sin37sin37sin370=0=0=0=0.6,cos370.6,cos370.6,cos370.6,cos370 0 0 0=0.8=0.8=0.8=0.8）2021/8/11 星期三72021/8/11 星期三8例题例题3 3：如右图所示，重力为：如右图所示，重力为G G的电灯通过两根细绳的电灯通过两根细绳OBOB与与OAOA悬挂于悬挂于两墙之间，细绳两墙之间，细绳OBOB的一端固定于左墙的一端固定于左墙B B点，且点，且OBOB沿水平方向，细绳沿水平方向，细绳OAOA挂于右墙的挂于右墙的A A点。点。1 1当细绳当细绳OAOA与竖直方向成与竖直方向成角时，两细绳角时，两细绳OAOA、OBOB的拉力的拉力F FA A、F FB B分别是多大分别是多大?分析与解分析与解:根据题意根据题意,选择电灯受力分析选择电灯受力分析,它分别受它分别受到重力到重力G G，两细绳，两细绳OAOA、OBOB的拉力的拉力F FA A、F FB B，可，可画出其受力图，由于电灯处于平衡状态画出其受力图，由于电灯处于平衡状态,则则两细绳两细绳OAOA、OBOB的拉力的拉力F FA A、F FB B 的合力的合力F F与重力与重力大小相等，方向相反，构成一对平衡力。大小相等，方向相反，构成一对平衡力。F FA A=G/CoSG/CoS，F FB B=G/CotG/Cot根据力的三角关系可得：根据力的三角关系可得：2021/8/11 星期三92 2保持保持O O点和细绳点和细绳OBOB的位置，在的位置，在A A点下移的点下移的过程中，细绳过程中，细绳OAOA及细绳及细绳OBOB的拉力如何变化的拉力如何变化?F FA A=G/CoSG/CoS，F FB B=G/CotG/CotA分析与解分析与解:在在A A点下移的过程中，细绳点下移的过程中，细绳OAOA与竖直方与竖直方向成向成角不断增大。角不断增大。F FA A、F FB B 不断增大不断增大 例题例题1 1：如右图所示，重力为：如右图所示，重力为G G的电灯通过两根细绳的电灯通过两根细绳OBOB与与OAOA悬挂于悬挂于两墙之间，细绳两墙之间，细绳OBOB的一端固定于左墙的一端固定于左墙B B点，且点，且OBOB沿水平方向，细绳沿水平方向，细绳OAOA挂于右墙的挂于右墙的A A点。点。1 1当细绳当细绳OAOA与竖直方向成与竖直方向成角时，两细绳角时，两细绳OAOA、OBOB的拉力的拉力F FA A、F FB B分别是多大分别是多大?2021/8/11 星期三102 2保持保持O O点和细绳点和细绳OBOB的位置，在的位置，在A A点下移的点下移的过程中，细绳过程中，细绳OAOA及细绳及细绳OBOB的拉力如何变化的拉力如何变化?3 3保持保持O O点和绳点和绳OAOA的位置，在的位置，在B B点上移的过点上移的过程中，细绳程中，细绳OAOA及细绳及细绳OBOB的拉力如何变化的拉力如何变化?F FA A、F FB B 不断增大不断增大 分析与解分析与解:在在B B点上移的过程中点上移的过程中,应用力的图解法应用力的图解法,可发现两细绳可发现两细绳OAOA、OBOB的拉力变化规律。的拉力变化规律。F FA A不断减小，不断减小，F FB B 先减小后增大先减小后增大例题例题1 1：如右图所示，重力为：如右图所示，重力为G G的电灯通过两根细绳的电灯通过两根细绳OBOB与与OAOA悬挂于悬挂于两墙之间，细绳两墙之间，细绳OBOB的一端固定于左墙的一端固定于左墙B B点，且点，且OBOB沿水平方向，细绳沿水平方向，细绳OAOA挂于右墙的挂于右墙的A A点。点。1 1当细绳当细绳OAOA与竖直方向成与竖直方向成角时，两细绳角时，两细绳OAOA、OBOB的拉力的拉力F FA A、F FB B分别是多大分别是多大?F FA A=G/CoSG/CoS，F FB B=G/CotG/Cot2021/8/11 星期三11小结：小结：解这种题型首先对动态平衡的物体受力分析，确解这种题型首先对动态平衡的物体受力分析，确定三个力的特点；找出不变力，则另两个变力的合力定三个力的特点；找出不变力，则另两个变力的合力就与该不变力构成一对平衡力，用力的合成分解法、就与该不变力构成一对平衡力，用力的合成分解法、图解法或力的矢量三角形与结构三角形相似法解决。图解法或力的矢量三角形与结构三角形相似法解决。求解共点力体用下平衡问题的解题一般步骤：求解共点力体用下平衡问题的解题一般步骤：1)1)确定研究对象确定研究对象(物体或结点物体或结点)；2)2)对研究对象进行受力分析，并画受力图；对研究对象进行受力分析，并画受力图；3)3)分析判断研究对象是否处于平衡状态；分析判断研究对象是否处于平衡状态；4)4)根据物体的受力和己知条件，运用共点力平衡条根据物体的受力和己知条件，运用共点力平衡条 件，选用适当方法计算求解。件，选用适当方法计算求解。2021/8/11 星期三12.如图所示，细绳与所能承受的最大拉力相同，如图所示，细绳与所能承受的最大拉力相同，如图所示，细绳与所能承受的最大拉力相同，如图所示，细绳与所能承受的最大拉力相同，长度长度长度长度，则在不断加重重物的过程中，则在不断加重重物的过程中，则在不断加重重物的过程中，则在不断加重重物的过程中（绳不会断）（绳不会断）（绳不会断）（绳不会断）.绳先被拉断绳先被拉断绳先被拉断绳先被拉断.绳先被拉断绳先被拉断绳先被拉断绳先被拉断.绳和绳同时被拉断绳和绳同时被拉断绳和绳同时被拉断绳和绳同时被拉断.因无具体数据，故无法因无具体数据，故无法因无具体数据，故无法因无具体数据，故无法判断哪条绳先被拉判断哪条绳先被拉判断哪条绳先被拉判断哪条绳先被拉断。断。2021/8/11 星期三13三、物体受力分析的方法三、物体受力分析的方法隔离法：隔离法：把某物体从众多的物体中隔离出来，作为把某物体从众多的物体中隔离出来，作为研究对象。分析时，只分析周围物体对它的作研究对象。分析时，只分析周围物体对它的作用力，而不分析它对周围物体的作用力。用力，而不分析它对周围物体的作用力。整体法：整体法：把几个把几个运动状态一样的运动状态一样的物体看作一个物体物体看作一个物体去作研究对象去作研究对象。方法同隔离法一样。方法同隔离法一样。2021/8/11 星期三14受力分析的步骤受力分析的步骤1、先画已知力；、先画已知力；2、再画重力、电场力、磁场力；、再画重力、电场力、磁场力；3、找接触面，画接触力（弹力、摩擦力）；、找接触面，画接触力（弹力、摩擦力）；4、若物体运动状态一致，可把物体视为一个、若物体运动状态一致，可把物体视为一个质点，把作用点集中到质点上；质点，把作用点集中到质点上；5、检查有无漏力、错力。、检查有无漏力、错力。2021/8/11 星期三15受力分析的注意事项受力分析的注意事项1、物体所受的力都有其施力物体，否则该力不、物体所受的力都有其施力物体，否则该力不存在；存在；2、受力分析时，只考虑根据、受力分析时，只考虑根据性质性质命名的力；命名的力；3、对于摩擦力应充分考虑物体与接触面是否有、对于摩擦力应充分考虑物体与接触面是否有相对运动和相对运动趋势；相对运动和相对运动趋势；4、受力分析时，要抓主要矛盾，忽略次要矛盾；、受力分析时，要抓主要矛盾，忽略次要矛盾；5、根据物体的运动状态去检查物体的受力情况。、根据物体的运动状态去检查物体的受力情况。2021/8/11 星期三16练习题练习题1、如下图所示，、如下图所示，A、B两物体保持相对静止，且两物体保持相对静止，且一直在水平地面向右作匀速运动，试分析一直在水平地面向右作匀速运动，试分析A、B的受力。的受力。2021/8/11 星期三172 2、画出下列情况，在地面上、画出下列情况，在地面上A A、B B、C C三物体的受三物体的受力图。力图。（1 1）A A、B B、C C保持相对静止。保持相对静止。（2 2）在）在B B物上向右加一恒力物上向右加一恒力F F，A A、B B、C C仍保持相对静止。仍保持相对静止。（3 3）在）在A A物上向右加一恒力物上向右加一恒力F F，A A、B B、C C一起向右作匀速运一起向右作匀速运动。动。2021/8/11 星期三18作业：课后习题作业：课后习题2 2、3 3、4 4、5 5、6 62021/8/11 星期三192021/8/11 星期三20