共点力的平衡精选PPT.ppt
共点力的平衡课件第1页，此课件共19页哦学习目标：学习目标：1、知识与技能：（1）知道什么叫共点力作用下物体的平衡状态。（2）探究共点力作用下的物体的平衡条件。（3）掌握共点力的平衡条件并能用合成法、分解法、正交分解法解决平衡问题。2、过程与方法：（1）通过 简单的物理现象，认识共点力和共点力下的物体的平衡状态。（2）能从简单的二力平衡设计实验，得出三力的平衡，总结推理得出共点力的平衡条件。（3）根据共点力的平衡条件对简单的现象进行分析。3、情感态度价值观：培养学生能从简单的问题出发，归纳推理的化归思想的探究能力。第2页，此课件共19页哦几个力都作用在同一物体的同一点，或它们的延长线相交于一点几个力都作用在同一物体的同一点，或它们的延长线相交于一点这几个力称为共点力。这几个力称为共点力。共点力共点力限限 速速40km/sGF2F1F1F2F3为了明确表示物体所受的共点力，在作示意图时，可以把这些力的作为了明确表示物体所受的共点力，在作示意图时，可以把这些力的作用点画到它们作用线的公共交点上。用点画到它们作用线的公共交点上。在不考虑物体转动的情况下，物体可以当作质点看待，所以力的作用点在不考虑物体转动的情况下，物体可以当作质点看待，所以力的作用点都可以画在受力物体的重心上。都可以画在受力物体的重心上。FfGN匀匀速速F1F2F3F1F2F3第3页，此课件共19页哦1.1.1.1.方向相同的两个力（方向相同的两个力（方向相同的两个力（方向相同的两个力（F F1 1 、F F2 2）的合力：的合力：的合力：的合力：2.2.2.2.方向相反的两个力方向相反的两个力方向相反的两个力方向相反的两个力（F F1 1 、F F2 2）的合力：的合力：的合力：的合力：合力方向：合力方向：合力方向：与较大的力方向相同合力方向：与较大的力方向相同与与F1F1、F2F2相同相同同一直线上两力的合成同一直线上两力的合成同一直线上两力的合成同一直线上两力的合成同一直线上两力的合成同一直线上两力的合成同一直线上两力的合成同一直线上两力的合成1.1.1.1.方向相同的两个力（方向相同的两个力（方向相同的两个力（方向相同的两个力（F F1 1 、F F2 2）的合力：的合力：的合力：的合力：同一直线上两力的合成同一直线上两力的合成同一直线上两力的合成同一直线上两力的合成合力方向：合力方向：1.1.1.1.方向相同的两个力（方向相同的两个力（方向相同的两个力（方向相同的两个力（F F1 1 、F F2 2）的合力：的合力：的合力：的合力：同一直线上两力的合成同一直线上两力的合成同一直线上两力的合成同一直线上两力的合成合力方向：合力方向：1.1.1.1.方向相同的两个力（方向相同的两个力（方向相同的两个力（方向相同的两个力（F F1 1 、F F2 2）的合力：的合力：的合力：的合力：同一直线上两力的合成同一直线上两力的合成同一直线上两力的合成同一直线上两力的合成2.2.2.2.方向相反的两个力方向相反的两个力方向相反的两个力方向相反的两个力（F F1 1 、F F2 2）的合力：的合力：的合力：的合力：合力方向：合力方向：1.1.1.1.方向相同的两个力（方向相同的两个力（方向相同的两个力（方向相同的两个力（F F1 1 、F F2 2）的合力：的合力：的合力：的合力：同一直线上两力的合成同一直线上两力的合成同一直线上两力的合成同一直线上两力的合成2.2.2.2.方向相反的两个力方向相反的两个力方向相反的两个力方向相反的两个力（F F1 1 、F F2 2）的合力：的合力：的合力：的合力：合力方向：合力方向：1.1.1.1.方向相同的两个力（方向相同的两个力（方向相同的两个力（方向相同的两个力（F F1 1 、F F2 2）的合力：的合力：的合力：的合力：同一直线上两力的合成同一直线上两力的合成同一直线上两力的合成同一直线上两力的合成合力方向：与较大的力方向相同合力方向：与较大的力方向相同2.2.2.2.方向相反的两个力方向相反的两个力方向相反的两个力方向相反的两个力（F F1 1 、F F2 2）的合力：的合力：的合力：的合力：合力方向：合力方向：1.1.1.1.方向相同的两个力（方向相同的两个力（方向相同的两个力（方向相同的两个力（F F1 1 、F F2 2）的合力：的合力：的合力：的合力：同一直线上两共点力的合成同一直线上两共点力的合成同一直线上两共点力的合成同一直线上两共点力的合成第4页，此课件共19页哦遵循平行四边形定则：遵循平行四边形定则：(求求F1 、F2的合力的合力)F2F1F合合互成角度的两共点力的合成互成角度的两共点力的合成互成角度的两共点力的合成互成角度的两共点力的合成根据等效替代将根据等效替代将F1 、F2两个力简化为两个力简化为F合合一个力一个力F1第5页，此课件共19页哦G GF1F2力的分解力的分解力的分解力的分解根据等效替代将一个力根据等效替代将一个力G用两个力用两个力F1 、F2表示表示F2遵循平行四边形定则：遵循平行四边形定则：(求求G 的两个分力的两个分力)第6页，此课件共19页哦一一.生活离不开平衡生活离不开平衡-平衡状态平衡状态NG静止在桌面上的木块静止在桌面上的木块FfNG匀速行驶的汽车匀速行驶的汽车GNf静止在斜面上的木块静止在斜面上的木块阅读课本阅读课本93页页-生活离不开平衡回答下列问题生活离不开平衡回答下列问题问题一：什么是平衡状态？问题一：什么是平衡状态？问题二：物体处于平衡状态加速度是多少？问题二：物体处于平衡状态加速度是多少？匀速匀速第7页，此课件共19页哦平衡状态的理解平衡状态的理解1.1.平衡的种类平衡的种类 B.B.动平衡：物体保持匀速直线运动状态。动平衡：物体保持匀速直线运动状态。A.A.静平衡：物体保持静止状态静平衡：物体保持静止状态 2.2.平衡状态的运动学特征：平衡状态的运动学特征：V=0 V=0 或或V V不变，即：不变，即：a=0a=0 注意：保持静止和瞬时速度为注意：保持静止和瞬时速度为0不同不同问题三：竖直上抛的物体到达最高点时是平衡问题三：竖直上抛的物体到达最高点时是平衡状态吗？状态吗？第8页，此课件共19页哦二二二二.从二力平衡到共点力平衡从二力平衡到共点力平衡从二力平衡到共点力平衡从二力平衡到共点力平衡（化归思想）（化归思想）（化归思想）（化归思想）探究一：二个共点力平衡条件探究一：二个共点力平衡条件 质量为质量为2千克的物体静止在水平桌面上千克的物体静止在水平桌面上（取（取g=9.8N/kg）。）。（1）受到哪几个力作用？）受到哪几个力作用？（2）能称之为平衡状态吗？）能称之为平衡状态吗？（3）支持力与重力的合力是多少？）支持力与重力的合力是多少？二力平衡（三同一反）大小相同；作用在同一直线；作用在同一二力平衡（三同一反）大小相同；作用在同一直线；作用在同一物体；方向相反。物体；方向相反。结论：共点结论：共点结论：共点结论：共点二力平衡的条件是二力平衡的条件是二力平衡的条件是二力平衡的条件是F F F合合合合合合=0=0=0 GF第9页，此课件共19页哦探究二：三个共点力平衡条件探究二：三个共点力平衡条件探究二：三个共点力平衡条件探究二：三个共点力平衡条件1、将三个弹簧秤放在一个、将三个弹簧秤放在一个 平面内，挂钩挂在一起；平面内，挂钩挂在一起；2、先将其中两个成一定角度固定；、先将其中两个成一定角度固定；F1F2F3O3、用手拉第三个弹簧秤，平衡时记下三个弹簧、用手拉第三个弹簧秤，平衡时记下三个弹簧秤的示数秤的示数F1、F2、F3以及以及各力的方向；各力的方向；4、按各力大小和方向作出力的图示、按各力大小和方向作出力的图示F12合合F1F2F3O第10页，此课件共19页哦 三个共点力平衡时，三个共点力平衡时，任意两个力的合力与第三个力任意两个力的合力与第三个力大小相等，方向相反，作用在同一直大小相等，方向相反，作用在同一直线线上。即上。即三个共点力三个共点力的的F合合0 三个共点力平衡条件：三个共点力平衡条件：探究三：探究三：探究三：探究三：四个共点力平衡条件四个共点力平衡条件四个共点力平衡条件四个共点力平衡条件F2OF34结论：物体在共点力作用下的平衡条件是所受结论：物体在共点力作用下的平衡条件是所受F合合=0 OF3F4F12合合F34OF3F4F12合合F1F34OF3F4F12合合F1F2F34OF3F4F12合合F1第11页，此课件共19页哦案例案例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悬挂于两墙之悬挂于两墙之间，细绳间，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与右墙成与右墙成的的角角，现增大，现增大，仍保持仍保持OB处于水平。处于水平。分析分析OAOA、OBOB两绳中两绳中拉力的变化情况拉力的变化情况?方法一：合成法（转化为二力平衡）方法一：合成法（转化为二力平衡）F FA A=G/CoSG/CoS，F FB B=G/CotG/Cot解解:物体受力如图，物体受力如图，FA、FB的合的合力与重力力与重力G等大反向。根据力等大反向。根据力的三角关系可得：的三角关系可得：三、案例分析三、案例分析 第12页，此课件共19页哦方法二：分解法（根据力的作用效果分方法二：分解法（根据力的作用效果分解）解）解解:以以o点为对象，物体受力如图点为对象，物体受力如图FA可以分解为水平分力可以分解为水平分力 竖直分力竖直分力 因物体平衡，因物体平衡，合力为合力为0 竖直方向竖直方向 F FA A CoS=GCoS=GFAsinFAsinFBGFA CoS水平方向水平方向FAsin=F FA A=G/CoSG/CoS，F FB B=G/CotG/CotFAsinFBGFA CoSF FA A CoSCoS第13页，此课件共19页哦思维点拨一：思维点拨一：一、一、分解法分解法：物体受几个力的作用，将某个力：物体受几个力的作用，将某个力按效果分解，使分力与其它力在同一直线上，按效果分解，使分力与其它力在同一直线上，满足二满足二力平衡。力平衡。二、二、合成法合成法：物体受几个力的作用，将某几：物体受几个力的作用，将某几 个力合成，将问题转化为二力平衡。个力合成，将问题转化为二力平衡。第14页，此课件共19页哦思考思考1：两个大小分别为6牛和8牛的力互成90，作用在一个静止质点上，要使物体继续静止，还应加一个多大的力？方向如何?F1F2F1F2F1思考思考2：一质量为一质量为m的物块沿倾角为的物块沿倾角为的斜面匀速下滑，的斜面匀速下滑，如图。求：如图。求：（1）斜面对物块的支持力）斜面对物块的支持力（2）斜面对物块的摩擦力）斜面对物块的摩擦力（3）物块与斜面间的动摩擦因数）物块与斜面间的动摩擦因数 第15页，此课件共19页哦思维点拨二：思维点拨二：共点力平衡的解题步骤共点力平衡的解题步骤1.选取研究对象选取研究对象，判断是否是平衡状态，判断是否是平衡状态 2.隔离隔离研究对象研究对象，分析物体的受力，画出受力图，分析物体的受力，画出受力图 3.根据问题，合理选择合成法或分解法。根据问题，合理选择合成法或分解法。（分解法要根据力的分解法要根据力的作用效果，准确进行力的分解作用效果，准确进行力的分解)4.根据平衡条件，列等式求解根据平衡条件，列等式求解思考思考3.物体在三个共点力物体在三个共点力F1、F2、F3作用下做作用下做匀速直匀速直线运动线运动，其中，其中F1=5N，F2=8N，则，则F3的大小可能为（的大小可能为（）A.2N B.5N C.8N D.13N第16页，此课件共19页哦案例案例2：在科学研究中,可以用风力仪直接测量风力的大小,其原理如图所示,仪器中一根轻质金属丝,悬挂着.一个金属球,无风时,金属球竖直下垂；当受到沿水平方向吹来的风时,金属丝偏离竖直方向一个角度,风力越大,偏角越大,通过传感器,就可以根据偏角的大小指示出风力的大小,那么风力大小F跟金属球的质量m,偏角之间有什么样的关系呢?TyxGF列平衡方程：列平衡方程：X X：T Tsin+(-F)=0+(-F)=0Y Y：T TCoS+(-mg)=0+(-mg)=0方法三：正交分解法方法三：正交分解法TsinTCoSxxyxyxy联立求解：联立求解：F=mg tan 第17页，此课件共19页哦第一步：确定研究对象，判断是否是平衡状态第一步：确定研究对象，判断是否是平衡状态第二步：受力分析，画出受力示意图。第二步：受力分析，画出受力示意图。（大力有向线段画长，小力向线段画短）（大力有向线段画长，小力向线段画短）第三步：第三步：建立建立合适合适的坐标系，把不在坐标轴的坐标系，把不在坐标轴 上的力用正交分解法分到坐标轴上。上的力用正交分解法分到坐标轴上。第四步：建立方程组。第四步：建立方程组。X轴上合力为零轴上合力为零：Fx=0 y轴上合力为零轴上合力为零 ：Fy=0通过解此题得到用正交分解法解通过解此题得到用正交分解法解共点力平衡问题时一般有四个步骤。共点力平衡问题时一般有四个步骤。第18页，此课件共19页哦1、力的分解法、力的分解法效果分解法效果分解法2、力的合成法、力的合成法共点平衡法共点平衡法3 3、正交分解法、正交分解法:把力沿着两个经选定的互相垂直的把力沿着两个经选定的互相垂直的方向作分解方向作分解.力力的的解解题题方方法法其目的是便于运用普通的代数运算公式来解决矢量的运算其目的是便于运用普通的代数运算公式来解决矢量的运算.正交分解法、力的分解法、合成法的理解正交分解法、力的分解法、合成法的理解第19页，此课件共19页哦
