【课件】+共点力的平衡+课件高一上学期物理人教版（2019）必修第一册.pptx

3.5 共点力的平衡共点力的平衡第三章第三章 相互作用相互作用-力力第第1课时课时 共点力的平衡条件共点力的平衡条件问题引入：根据每幅图中各个力作用线的几何关系，可以把上述四种情况的受力分成两类，根据每幅图中各个力作用线的几何关系，可以把上述四种情况的受力分成两类，你认为哪些情况属于同一类？你是根据什么来划分的？你认为哪些情况属于同一类？你是根据什么来划分的？物体在几个共面的力作用下处于平衡，这几个力物体在几个共面的力作用下处于平衡，这几个力要么平要么平行行，要么，要么共点共点。本章重点研究。本章重点研究共点力共点力作用下物体的平衡。作用下物体的平衡。一、共点力的平衡状态1.1.定义：定义：物体受到几个力作用时，如果物体受到几个力作用时，如果保持保持静止静止或或匀速直线运动匀速直线运动状态，我们就说这个物体处于平衡状态。状态，我们就说这个物体处于平衡状态。动态平衡动态平衡沿碗壁向上缓慢爬行的蜗牛（1）静平衡：静平衡：物体保持静止状态物体保持静止状态 （2）动平衡：动平衡：物体保持匀速直线运动状态。物体保持匀速直线运动状态。v=0 a=0 v=0 a=0 “缓慢移动缓慢移动”v v0 a=0 0 a=0 3.3.平衡状态的运动学特征平衡状态的运动学特征：V=0 或或V不变，即：不变，即：a=02.种类：种类：（1）汽车以大小不变的速率转弯，是处于平衡状态（）汽车以大小不变的速率转弯，是处于平衡状态（）（2）物体的速度为零时，一定是处于平衡状态。（）物体的速度为零时，一定是处于平衡状态。（）（3）保持静止的物体一定是平衡状态，处于平衡的物体不一定）保持静止的物体一定是平衡状态，处于平衡的物体不一定是静止。（是静止。（）（4）处于相对静止的物体，一定是平衡状态。（）处于相对静止的物体，一定是平衡状态。（）（5）物体处于平衡状态时加速度一定为零）物体处于平衡状态时加速度一定为零.（）受共点力作用的物体，在什么条件下才能保持平衡？思考二、共点力的平衡条件 作用在同一物体上的两个力，如果大小相等，方向相反，并且在同一条直线上，那么这两个力平衡。二力平衡条件：两个力等大、反向、共线.物体所受各力的合力为01.二力平衡GFN 在实际生产生活中，很多情况下物体受到三个力的作用而平在实际生产生活中，很多情况下物体受到三个力的作用而平衡，请根据前面所学知识，思考如何解决三力平衡的问题呢？衡，请根据前面所学知识，思考如何解决三力平衡的问题呢？二、共点力的平衡条件 据平行四边形定则作出其中任意两个力的合力来代替这两个力，从而把三力平衡转化为二力平衡三力平衡条件：（1）任意两个力的合力与第三个力等大、反向、共线。三力的合力为0，2.三力平衡二、共点力的平衡条件（2）这三个力可以形成一个封闭的矢量三角形。3.多力平衡条件：多力平衡条件：物体受多个力时，任意一个力与其余各力的合力等大、反向、共线。多个力的合力为合力为0。二、共点力的平衡条件如图所示，物体在四个共点力的作用下保持平衡。如果撤去力如图所示，物体在四个共点力的作用下保持平衡。如果撤去力F F4 4，而保持其余三个力不变，请在图上画出这三个力的合力的大小，而保持其余三个力不变，请在图上画出这三个力的合力的大小和方向。和方向。F F4 4F F123123合力为0练 一 练二、共点力的平衡条件1.二力平衡条件：两个力等大、反向、共线.物体所受二力的合力为02.三力平衡条件：（1）任意两个力的合力与第三个力等大、反向、共线。（2）并且这三个力可以形成一个封闭的矢量三角形。三力的合力为03.多力平衡条件：物体受多个力时，任意一个力与其余各力的合力等大、反向、共线。多个力的合力为0。在共点力作用下物体平衡的条件是：在共点力作用下物体平衡的条件是：F F合合为为0 04.4.共点力平衡的条件共点力平衡的条件:【例【例1 1】某幼儿园要在空地上做一个滑梯，根据空地的大小，滑梯的水平跨度确定为某幼儿园要在空地上做一个滑梯，根据空地的大小，滑梯的水平跨度确定为6m6m。设计时，滑板和儿童裤料之间的动摩擦因数取。设计时，滑板和儿童裤料之间的动摩擦因数取0.40.4，为使儿童在滑梯游戏时能在，为使儿童在滑梯游戏时能在滑板上滑下，滑梯至少要多高？滑板上滑下，滑梯至少要多高？抽象简化理想模型ABCGFfABCFN受力分析三、共点力平衡的应用FNGFfABC方法一：方法一：合成法合成法由由联立解得：联立解得：h h=2.4 m=2.4 m故，滑梯至少要故，滑梯至少要 2.4 m 2.4 m高。高。三、共点力平衡的应用GF FN NG GF Ff fA AB BC CG Gy yG Gx xx xy y方法二：方法二：正交分解法正交分解法 （1)1)请先画出重力请先画出重力G G沿斜面向下和垂直斜面方向的沿斜面向下和垂直斜面方向的两个分力两个分力GxGx和和Gy,Gy,以及用以及用G G和和，表示出两分力的大，表示出两分力的大小小 （2)2)物体在两个方向上保持平衡的条件是什么？物体在两个方向上保持平衡的条件是什么？（3)3)能否根据平衡方程找到各物理量间的关系，能否根据平衡方程找到各物理量间的关系，从而得出结果？从而得出结果？三、共点力平衡的应用合成法合成法：把物体所受的力把物体所受的力合成为两个力，则这两个力合成为两个力，则这两个力大小相等、方向相反，并且大小相等、方向相反，并且在同一条直线上。在同一条直线上。正交分解法正交分解法：把物体所把物体所受的力在两个互相垂直的受的力在两个互相垂直的方向上分解，每个方向上方向上分解，每个方向上合力都为合力都为0 0。三、共点力平衡的应用1.1.共点力作用下物体平衡条件的两种表达：共点力作用下物体平衡条件的两种表达：三、共点力平衡的应用（1）F合=0其中Fx合和Fy合分别是将力进行正交分解在x轴与y轴上的合力。Fx合=0Fy合=0（2）(1).确定研究对象；(2).对研究对象进行受力分析；(3).根据共点力的平衡条件列方程求解；2.共点力平衡问题的解题步骤常用方法常用方法:正交分解法正交分解法、合成法合成法【例题2】如图悬吊重物的细绳，其如图悬吊重物的细绳，其O O点被一水平绳点被一水平绳BOBO牵引，使悬绳牵引，使悬绳AOAO段段和竖直方向成和竖直方向成角。若悬吊物所受的重力为角。若悬吊物所受的重力为G G，则悬绳，则悬绳AOAO和水平绳和水平绳BOBO所受所受的拉力各等于多少？的拉力各等于多少？三、共点力平衡的应用各种不同解决方法的受力及处理示意图正交分解法合成法【变式【变式1 1】在例题在例题2 2中，若绳子中，若绳子OBOB最大拉力最大拉力100N,100N,=600问：所挂物体最重为问：所挂物体最重为多少？多少？【变式【变式1 1】如果悬绳如果悬绳AOAO与竖直方向的夹角与竖直方向的夹角减小，减小，BOBO仍保持水平，重物仍然仍保持水平，重物仍然静止悬挂，悬绳静止悬挂，悬绳AOAO和水平绳和水平绳BOBO所受的拉力将分别如何变化？所受的拉力将分别如何变化？