力与平衡讲课优秀PPT.ppt

力与平衡讲课第1页，本讲稿共24页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：商场电梯上的人第2页，本讲稿共24页图图3：远古巨石：远古巨石图图4：平稳飞行的飞机：平稳飞行的飞机第3页，本讲稿共24页第4页，本讲稿共24页提出问题：提出问题：在自然界物体存在的形式是多种多样的。矗立的岩石和各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，匀速上升的电梯上站立的人，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。我们描述某些物体状态时常用绕太阳运转的地球等等。我们描述某些物体状态时常用“平衡平衡”这个词。大家能否联想一下自己的日常生活中的例子，哪些这个词。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？在物理学中物体是平衡的？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？物体保持静止或者做匀速直线运动的状态叫平衡状态，物体保持静止或者做匀速直线运动的状态叫平衡状态，这里包括速度恒为零的静止状态，是一种静态的平衡；也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、但大小方向都不变的包括运动间的平衡，即速度不为零、但大小方向都不变的匀速直线运动状态。匀速直线运动状态。第5页，本讲稿共24页1、平衡状态、平衡状态是指物体的运动状态保持不变是指物体的运动状态保持不变下列运动状态属于平衡状态的有（下列运动状态属于平衡状态的有（）A:静止静止 B:自由落体运动自由落体运动C:匀速直线运动匀速直线运动 D:匀速圆周运动匀速圆周运动A C思考：那么力的平衡要满足什么条件呢？思考：那么力的平衡要满足什么条件呢？第6页，本讲稿共24页匀速升空匀速升空站立站立GN二力平衡二力平衡大小相等大小相等方向相反方向相反同一直线同一直线一对平衡力的合力为零一对平衡力的合力为零一、共点力的概念几个力作用于物体上的同一点或几个力的作用线相交于同一点，这几个力叫做共点力第7页，本讲稿共24页方案方案13、三个共点力作用下物体的平衡条件、三个共点力作用下物体的平衡条件猜想猜想假设假设实验实验设计设计F1F2F3方案方案2方案方案3F1F2F3 F31F32F1F2F3F12F合合=0第8页，本讲稿共24页因此由实验可得出结论因此由实验可得出结论:三个共点力作用下物体的平衡条件为三个共点力作用下物体的平衡条件为:F合合=0由实验收集的数据可知：由实验收集的数据可知：F12与与F3大小相等，方向相反，在一条直线上大小相等，方向相反，在一条直线上。(F12表示表示F1、F2的合力）的合力）三个共点力作用下物体的平衡条件三个共点力作用下物体的平衡条件第9页，本讲稿共24页F1F2F3F121、F12=F3(F12表示表示F1、F2的合力）的合力）2、F13=F2(F13表示表示F1、F3的合力）的合力）3、F23=F1(F23表示表示F1、F3的合力）的合力）F2F1F3F13F2F1F3F23即：即：当物体所受三个当物体所受三个共点力而处于平衡状共点力而处于平衡状态，那么其中任意两态，那么其中任意两个力的合力一定与第个力的合力一定与第三个力大小相等、方三个力大小相等、方向相反、作用在同一向相反、作用在同一条直线上。条直线上。F合合=0 即即 F1+F2+F3=0 F1+F2=-F3 F1+F3=-F2 F2+F3=-F1第10页，本讲稿共24页推推广广：物物体体在在三三个个以以上上共共点点力力作作用用下下的的平平衡衡条条件件是是所受合力也为零。即所受合力也为零。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。寻找寻找三个以上三个以上的共点力的平衡条件的共点力的平衡条件：根据力的合成定则，根据力的合成定则，我们可以把任意我们可以把任意两个共点力用一个力代替，据此，逐两个共点力用一个力代替，据此，逐步的等效简化，三个以上的共点力最步的等效简化，三个以上的共点力最终也都可以等效简化为两个共点力。终也都可以等效简化为两个共点力。可见三个以上的共点力的平衡最终可见三个以上的共点力的平衡最终也都可以等效简化为二力平衡。也都可以等效简化为二力平衡。二力平衡的物体合外力为零。二力平衡的物体合外力为零。F123F12F1F4F3F2如四个力的简化如四个力的简化第11页，本讲稿共24页知识巩固二、共点力作用下物体的平衡二、共点力作用下物体的平衡1平衡状态平衡状态物体处于物体处于 或或 的状态的状态2共点力的平衡条件：共点力的平衡条件：F合合0静止静止匀速直线运动匀速直线运动第12页，本讲稿共24页知识巩固 三、共点力平衡的几条重要理论三、共点力平衡的几条重要理论 1二力平衡：如果物体在两个共点力的二力平衡：如果物体在两个共点力的作用下处于平衡状态，这两个力必定大小作用下处于平衡状态，这两个力必定大小 ，方向，方向 2三力平衡：如果物体在三个共点力三力平衡：如果物体在三个共点力的作用下处于平衡状态，其中任意两个力的的作用下处于平衡状态，其中任意两个力的合力一定与第三个力大小合力一定与第三个力大小 、方向、方向 相等相等相反相反相等相等相反相反第13页，本讲稿共24页知识巩固3多力平衡：如果物体受多个力作多力平衡：如果物体受多个力作用处于平衡，其中任何一个力与其余力的用处于平衡，其中任何一个力与其余力的合力大小合力大小 ，方向，方向 相反相反相等相等第14页，本讲稿共24页课 后 热 身1一物体同时受到共面的三个力的作用，下列几组力的合力可以为0的是()A.5N、7N、8NB.5N、2N、3NC.1N、5N、10ND.1N、10N、10NABD第15页，本讲稿共24页课 后 热 身2.两个物体A和B，质量分别为M和m，用跨过定滑轮的轻绳相连，A静止于水平地面上，如图1-4-1所示，不计摩擦，A对绳的作用力的大小与地面对A的作用力的大小分别为()A.mg,(M-m)gB.mg,MgC.(M-m)g,MgD.(M+m)g,(M-m)g图1-4-1A第16页，本讲稿共24页 ：求求解解共共点点力力作作用用下下平平衡衡问问题题的的解解题题步骤：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，并并画画受受力图；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，确确定定解解题方法；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。第17页，本讲稿共24页例题例题用绳子将鸟笼挂在一根栋梁上，用绳子将鸟笼挂在一根栋梁上，OA与横梁的夹角与横梁的夹角600，OA与与OB垂直，如图所示。若鸟笼重为垂直，如图所示。若鸟笼重为20N。求。求绳子绳子OC对鸟笼的对鸟笼的拉力；拉力；绳子绳子OA和和OB对结点对结点O的拉力。的拉力。解：解：对鸟笼分析对鸟笼分析T由二力平衡得由二力平衡得OC对鸟笼的拉力的大小为对鸟笼的拉力的大小为 T=G=20N对结点分析对结点分析GF12TF1F2600由共点力的平衡得：由共点力的平衡得：12F1=F12cos600F2=F12sin600点对象点对象明受力明受力表依据表依据由三角函数关系得由三角函数关系得 对力的对力的处理处理代入数据，可解得：代入数据，可解得：=10N,F2=10 N第18页，本讲稿共24页解法解法对结点分析对结点分析(如图如图)TF1F2按平行四边形定则分解按平行四边形定则分解2T1600由三角函数可得由三角函数可得T1=Tcos 600T2=Tsin600根据共点力的平衡条件得根据共点力的平衡条件得F1=T1F2=T2代入数据，可解得：代入数据，可解得：=10N,F2=10 N第19页，本讲稿共24页解法解法对结点分析对结点分析(如图如图)由共点力的平衡条件知：由共点力的平衡条件知：平移各力后一定是封闭的三平移各力后一定是封闭的三角形角形由三角函数可得由三角函数可得F1=Tsin 300F2=Tcos300代入数据，可解得代入数据，可解得TF2F130第20页，本讲稿共24页解：对球受力分析（如图）解：对球受力分析（如图）GF1F2G2G1将将G分解得分解得由共点力的平衡条件得到由共点力的平衡条件得到4、如图所示，如果篮球的重、如图所示，如果篮球的重=15，=300.求求:细绳对球的拉力和墙面对球的支持力细绳对球的拉力和墙面对球的支持力 各是多少各是多少.G2=Gtan300=15 =5 N G1=G/cos300=15/()=10 N 细绳对球的拉力细绳对球的拉力F1=G1=10 N墙面对球的支持力墙面对球的支持力F2=G2=5 N第21页，本讲稿共24页 例例1 1：有两条绳子有两条绳子a a 和和b b使小使小球处于静止状态。已知球质量球处于静止状态。已知球质量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绳绳对小球拉力对小球拉力F F1 1 和和b b对小球的拉力对小球的拉力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)：该球受三个力的作：该球受三个力的作用用,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、三力平衡问题第22页，本讲稿共24页.平衡种类和稳度平衡种类和稳度（1）平衡种类）平衡种类:1.不稳定平衡不稳定平衡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第23页，本讲稿共24页课堂小结课堂小结共共点点力力作作用用下下物物体体的的平平衡衡平衡状态平衡状态:物体处于静止或匀速直线运动的状态物体处于静止或匀速直线运动的状态平衡条件平衡条件:F合合=0解题方法解题方法:合成法、分解法、三角形法合成法、分解法、三角形法今天作业今天作业课本课本P94 5、6、8（做在作业本上）（做在作业本上）第24页，本讲稿共24页