共点力作用下物体的平衡精选PPT.ppt
《共点力作用下物体的平衡精选PPT.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《共点力作用下物体的平衡精选PPT.ppt(38页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、共点力作用下物体的平衡第1页,此课件共38页哦2.2.平衡条件的推论平衡条件的推论 (1)(1)二力平衡二力平衡 如果物体在两个共点力的作用下处于平衡状态如果物体在两个共点力的作用下处于平衡状态,这这 两个力必定大小两个力必定大小 ,方向方向 ,为一对为一对 .(2)(2)三力平衡三力平衡 如果物体在三个共点力的作用下处于平衡状态如果物体在三个共点力的作用下处于平衡状态,其其 中任意两个力的中任意两个力的 一定与第三个力大小一定与第三个力大小 、方向方向 .(3)(3)多力平衡多力平衡 如果物体受多个力作用处于平衡状态如果物体受多个力作用处于平衡状态,其中任何一其中任何一 个力与其余力的个力与
2、其余力的 大小大小 ,方向方向 .相等相等相反相反平衡力平衡力合力合力相等相等相反相反合力合力相等相等相反相反第2页,此课件共38页哦名师点拨名师点拨在 在进行进行一一些平衡类问题的定性分析时些平衡类问题的定性分析时,采用共点力平采用共点力平衡的相关推论衡的相关推论,可以使问题简化可以使问题简化.第3页,此课件共38页哦热点一热点一 求解平衡问题的基本思路求解平衡问题的基本思路 平衡类问题不仅仅涉及力学内容平衡类问题不仅仅涉及力学内容,在电磁学中常涉在电磁学中常涉及带电粒子在电场、磁场或复合场中的平衡及带电粒子在电场、磁场或复合场中的平衡,通电导通电导体棒在磁场中平衡体棒在磁场中平衡,但分析平
3、衡问题的基本思路是一但分析平衡问题的基本思路是一样的样的.1.1.分析平衡问题的基本思路分析平衡问题的基本思路 (1)(1)明确平衡状态明确平衡状态(加速度为零加速度为零););(2)(2)巧选研究对象巧选研究对象(整体法和隔离法整体法和隔离法););(3)(3)受力分析受力分析(规范画出受力示意图规范画出受力示意图););热点聚焦热点聚焦第4页,此课件共38页哦 (4)(4)建立平衡方程建立平衡方程(灵活运用力的合成法、正交分灵活运用力的合成法、正交分 解法、矢量三角形法及数学解析法解法、矢量三角形法及数学解析法););(5)(5)求解或讨论求解或讨论(解的结果及物理意义解的结果及物理意义)
4、.).2.2.求解平衡问题的常用规律求解平衡问题的常用规律 (1)(1)相似三角形法相似三角形法:通过力三角形与几何三角形相通过力三角形与几何三角形相 似求未知力似求未知力.对解斜三角形的情况更显优越性对解斜三角形的情况更显优越性.(2)(2)拉密原理拉密原理:三个共点力平衡时三个共点力平衡时,每个力与另外两每个力与另外两 个力夹角的正弦之比均相等个力夹角的正弦之比均相等,这个结论叫拉密原理这个结论叫拉密原理.表达式为表达式为:F F1 1/sin/sin=F F2 2/sin/sin=F F3 3/sin/sin(其中其中为为F F2 2与与 F F3 3的夹角的夹角,为为F F1 1与与F
5、 F3 3的夹角的夹角,为为F F1 1与与F F2 2的夹角的夹角).).第5页,此课件共38页哦(3)(3)三力汇交原理三力汇交原理:物体在同一个平面内三个力作物体在同一个平面内三个力作 用下处于平衡状态时用下处于平衡状态时,若这三个力不平行若这三个力不平行,则这三则这三 个力必共点个力必共点,这就是三力汇交原理这就是三力汇交原理.(4)(4)矢量三角形法矢量三角形法:物体受同一平面内三个互不平物体受同一平面内三个互不平 行的力作用平衡时行的力作用平衡时,这三个力的矢量箭头首尾相接这三个力的矢量箭头首尾相接 恰好构成一个封闭的三角形恰好构成一个封闭的三角形,即这三个力的合力必即这三个力的合
6、力必 为零为零,由此求得未知力由此求得未知力.第6页,此课件共38页哦热点二热点二 一般平衡问题的解答策略一般平衡问题的解答策略1.1.整体法与隔离法整体法与隔离法 要解决物体平衡问题要解决物体平衡问题,首先要能正确地选取研究对首先要能正确地选取研究对 象象,常用两种方法常用两种方法:一是隔离法一是隔离法,二是整体法二是整体法.我们我们 可以把具有相同运动状态且又具有相互作用的几可以把具有相同运动状态且又具有相互作用的几 个物体视为一个整体个物体视为一个整体,当研究整体受外界作用力时当研究整体受外界作用力时 可以选取整体为研究对象可以选取整体为研究对象,而涉及内部物体之间的而涉及内部物体之间的
7、 相互作用分析时则需采取隔离法相互作用分析时则需采取隔离法.隔离法与整体法不是相互对立的隔离法与整体法不是相互对立的,一般问题的求解一般问题的求解 中中,随着研究对象的转变随着研究对象的转变,往往两种方法交叉运用往往两种方法交叉运用.第7页,此课件共38页哦2.2.平衡法与正交分解法平衡法与正交分解法 (1)(1)平衡法平衡法 这是研究平衡问题的一个基本方法这是研究平衡问题的一个基本方法,它以二力平衡它以二力平衡 为基础为基础,重点研究三力平衡问题重点研究三力平衡问题.根据分矢量与合根据分矢量与合 矢量的等效性以及平衡力的概念矢量的等效性以及平衡力的概念,我们可以得出这我们可以得出这 样的结论
8、样的结论:如果一个物体受三个共点力处于平衡状如果一个物体受三个共点力处于平衡状 态态,则其中任意两个力的合力与第三个力是一对平则其中任意两个力的合力与第三个力是一对平 衡力衡力.(2)(2)正交分解法正交分解法 所谓正交分解就是把不在一条直线上的共点力都所谓正交分解就是把不在一条直线上的共点力都 分解到两个互相垂直分解到两个互相垂直(正交正交)的坐标轴上的坐标轴上,这样就可这样就可 以在两个轴上进行力的合成了以在两个轴上进行力的合成了,所以正交分解法的所以正交分解法的 第8页,此课件共38页哦实质仍然是将矢量运算最终转化为代数运算实质仍然是将矢量运算最终转化为代数运算.下面下面是应用正交分解法
9、的基本步骤是应用正交分解法的基本步骤:建立直角坐标系建立直角坐标系.建立直角坐标系时应首先满足使建立直角坐标系时应首先满足使尽尽 可能多的力落在坐标轴上可能多的力落在坐标轴上,这样可以使需要分解这样可以使需要分解的力少的力少 一些一些;然后尽量使然后尽量使x x轴正方向与物体运动方向轴正方向与物体运动方向一致一致.将没能落在坐标轴上的力分解到坐标轴上将没能落在坐标轴上的力分解到坐标轴上.分别求出两个轴上的合外力分别求出两个轴上的合外力,方法与一条直线上共方法与一条直线上共点点 力的运算方法相同力的运算方法相同.分别应用牛顿第二定律列出两个轴上的动力学方分别应用牛顿第二定律列出两个轴上的动力学方
10、程程,对平衡问题也可以应用平衡条件列出关系式求解对平衡问题也可以应用平衡条件列出关系式求解.第9页,此课件共38页哦特别提示特别提示正正交分解法交分解法在 在后面动力学的复习后面动力学的复习中中还还要要应用到应用到,而且而且 动力学问题动力学问题中中需需要要分解的矢量不分解的矢量不一一定是力定是力,也也可能需可能需 要要分解速度和加速度分解速度和加速度,这要这要视具体问题而定视具体问题而定.总之总之,正正 交分解法的根本目的是尽可能简捷地将矢量交分解法的根本目的是尽可能简捷地将矢量运 运算转算转 化为代数化为代数运 运算算.第10页,此课件共38页哦题型题型1 1 动态分析问题动态分析问题【例
11、例1 1】如图如图1 1所示所示,轻绳的两端分别系轻绳的两端分别系 在圆环在圆环A A和小球和小球B B上上,圆环圆环A A套在粗糙套在粗糙 的水平直杆的水平直杆MNMN上上.现用水平力现用水平力F F拉着拉着 绳子上的一点绳子上的一点O O,使小球使小球B B从图中实线从图中实线 位置缓慢上升到虚线位置位置缓慢上升到虚线位置,但圆环但圆环A A始终保持在原始终保持在原 位置不动位置不动.则在这一过程中则在这一过程中,环对杆的摩擦力环对杆的摩擦力F Ff f和和 环对杆的压力环对杆的压力F FN N的变化情况是的变化情况是 ()()A.A.F Ff f不变不变,F FN N不变不变 B.B.F
12、 Ff f增大增大,F FN N不变不变 C.C.F Ff f增大增大,F FN N减小减小 D.D.F Ff f不变不变,F FN N减小减小图图1 1题型探究题型探究第11页,此课件共38页哦思路点拨思路点拨第12页,此课件共38页哦解析解析 以结点以结点O O为研究对象进行受力分析如图为研究对象进行受力分析如图(a).(a).由由题可知题可知,O O点处于动态平衡点处于动态平衡,则可作出三力的平衡关系则可作出三力的平衡关系图如图图如图(a).(a).由图可知水平拉力增大由图可知水平拉力增大.第13页,此课件共38页哦以环、绳和小球构成的整体作为研究对象以环、绳和小球构成的整体作为研究对象
13、,作受力分作受力分析图如图析图如图(b).(b).由整个系统平衡可知由整个系统平衡可知:F FN N=(=(m mA A+m mB B)g g;F Ff f=F F.即即F Ff f增大增大,F FN N不变不变,故故B B正确正确.答案答案 B 动态平衡问题的处理方法动态平衡问题的处理方法所谓动态平衡问题是所谓动态平衡问题是指指通过控通过控制制某些物理量某些物理量,使物体使物体的状态发生缓慢变化的状态发生缓慢变化,而而在这在这个过程个过程中中物体又始物体又始终终处处于于一一系列的平衡状态系列的平衡状态中中.方法提炼方法提炼第14页,此课件共38页哦(1)(1)图解分析法图解分析法对研究对象对
14、研究对象在 在状态变化过程状态变化过程中中的若干状态进行受力的若干状态进行受力分析分析,依 依据某据某一一参量的变化参量的变化,在 在同同一一图图中作中作出物体出物体在 在若干状态下力的平衡图若干状态下力的平衡图(力的平行四边形力的平行四边形),),再 再由动态由动态力的平行四边形各边长度变化及角度变化确定力的力的平行四边形各边长度变化及角度变化确定力的大小及方向的变化情况大小及方向的变化情况.动态平衡动态平衡中中各力的变化情况是各力的变化情况是一种一种常见题型常见题型.总总结其结其特点有特点有:合力大小和方向都不变合力大小和方向都不变;一一个分力的方向不个分力的方向不变变,分析另分析另一一个
15、分力方向变化时两个分力大小的变化个分力方向变化时两个分力大小的变化情况情况.用图解法具有简单用图解法具有简单、直、直观的优点观的优点.第15页,此课件共38页哦(2)(2)相似三角形法相似三角形法对受三力对受三力作作用而平衡的物体用而平衡的物体,先先正正确分析物体的受力确分析物体的受力,画出受力分析图画出受力分析图,再 再寻寻找与找与力的三角形相似的几何三力的三角形相似的几何三角形角形,利用相似三角形的性利用相似三角形的性质质,建立比例关系建立比例关系,把力的把力的大小变化问题转化为几何三角形边长的大小变化问大小变化问题转化为几何三角形边长的大小变化问题进行讨论题进行讨论.(3)(3)解析法解
16、析法根据物体的平衡条件列方程根据物体的平衡条件列方程,在 在解方程时采用数学解方程时采用数学知知识讨论某物理量随变量的变化关系识讨论某物理量随变量的变化关系.第16页,此课件共38页哦题型题型2 2 临界与极值问题临界与极值问题【例例2 2】如图如图2 2所示所示,一球一球A A夹在竖直墙与夹在竖直墙与 三角劈三角劈B B的斜面之间的斜面之间,三角劈的重力为三角劈的重力为 G G,劈的底部与水平地面间的动摩擦因劈的底部与水平地面间的动摩擦因 数为数为,劈的斜面与竖直墙面是光滑的劈的斜面与竖直墙面是光滑的.问问:欲使三角劈静止不动欲使三角劈静止不动,球的重力不能超过多球的重力不能超过多 大大?(
17、?(设劈的最大静摩擦力等于滑动摩擦力设劈的最大静摩擦力等于滑动摩擦力)解析解析 由三角形劈与地面之间的最大静摩擦力由三角形劈与地面之间的最大静摩擦力,可可 以求出三角形劈所能承受的最大压力以求出三角形劈所能承受的最大压力,由此可求出由此可求出 球的最大重力球的最大重力.图图2 2第17页,此课件共38页哦球球A A与三角形劈与三角形劈B B的受力情况如下图甲、乙所示的受力情况如下图甲、乙所示,球球A A 在竖直方向的平衡方程为在竖直方向的平衡方程为:G GA A=F FN Nsin 45 sin 45 三角形劈的平衡方程为三角形劈的平衡方程为:F Ffmfm=F FN Nsin 45sin 4
18、5F F N NB B=G G+F FN Ncos 45cos 45另有另有F Ffmfm=F FN NB B由由、式可得式可得:F FN N=第18页,此课件共38页哦而而F FN N=F FN N,代入代入式可得式可得:答案答案 球的重力不超过球的重力不超过 处理平衡物理处理平衡物理中中的临界问题和极的临界问题和极值值问题问题,首先仍首先仍要正要正确受力分析确受力分析,搞清临界条件并且搞清临界条件并且要要利用好利用好临界条件临界条件,列出平衡方程列出平衡方程,对于分析极对于分析极值值问题问题,要要善于善于选择选择物理方法和数学方法物理方法和数学方法,做做到数理的巧妙结合到数理的巧妙结合.对
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 力作 物体 平衡 精选 PPT
限制150内