高中物理：共点力平衡条件的应用 课件（新人教必修1）江西省专用.ppt

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1、共点力平衡条件的应用共点力平衡条件的应用2021/8/11 星期三1课题引入课题引入解题步骤解题步骤例题例题1例题例题2例题例题3课堂反馈课堂反馈小结小结2021/8/11 星期三2课题引入课题引入解题步骤解题步骤例题例题1例题例题2例题例题3课堂反馈课堂反馈小结小结2021/8/11 星期三3什么是平衡状态什么是平衡状态？物体保持静止或者做匀速物体保持静止或者做匀速直线运动的状态。直线运动的状态。共点力作用下共点力作用下物体的平衡条物体的平衡条件是什么？件是什么？物体所受共点力的合力为物体所受共点力的合力为零，即零，即 F合合02021/8/11 星期三42、对研究对象进行受力分析；、对研究

2、对象进行受力分析；3、选取研究方法；、选取研究方法；4、利用平衡条件建立方程；、利用平衡条件建立方程；5、数学方法求解。、数学方法求解。1、明确研究对象；、明确研究对象；2021/8/11 星期三51、取小球为研究对象、取小球为研究对象例例1：质量为：质量为m的均匀球放在一倾角为的均匀球放在一倾角为的光滑的斜面上，的光滑的斜面上，被一竖直的挡板挡住，如图。求斜面和挡板对球的支持被一竖直的挡板挡住，如图。求斜面和挡板对球的支持力分别是多少？力分别是多少？2、受力分析、受力分析小球共受到三个力的作用：重力、斜面小球共受到三个力的作用：重力、斜面的支持力、挡板对它的支持力的支持力、挡板对它的支持力.

3、GF1F23、研究方法：合成法、研究方法：合成法用平行四边形定则求出用平行四边形定则求出F1和和G的合力的合力F。F4、由平衡条件可知、由平衡条件可知F与与F2等值反向，从图中力的等值反向，从图中力的三角形可求得：三角形可求得：F1mgtanF2=mg/cos分析：分析：2021/8/11 星期三6推论：当物体处于平衡状态时，它所受的某一个 力与其余的力的合力等值反向。例例1：质量为：质量为m的均匀球放在一倾角为的均匀球放在一倾角为的光滑的斜面上，的光滑的斜面上，被一竖直的挡板挡住，如图。求斜面和挡板对球的支持被一竖直的挡板挡住，如图。求斜面和挡板对球的支持力分别是多少？力分别是多少？GF1F

4、2F2021/8/11 星期三7例例2：物体：物体A在水平力在水平力F1=400N的作用下，沿倾角的作用下，沿倾角=60 的斜面的斜面匀速下滑（如图所示），物体匀速下滑（如图所示），物体A受的重力受的重力G=400N。求斜面对物。求斜面对物体体A的支持力和的支持力和A与斜面间的动摩擦因数与斜面间的动摩擦因数。0F1A2021/8/11 星期三8例例2：物体：物体A在水平力在水平力F1=400N的作用下，沿倾角的作用下，沿倾角=60 的斜面的斜面匀速下滑（如图所示），物体匀速下滑（如图所示），物体A受的重力受的重力G=400N。求斜面对物。求斜面对物体体A的支持力和的支持力和A与斜面间的动摩擦因

5、数与斜面间的动摩擦因数。0分析：分析：2、物体、物体A受到四个力的作用：受到四个力的作用：重力重力G、水平向左的力、水平向左的力F1、垂直于斜、垂直于斜面向上的支持力面向上的支持力F2、平行于斜面向上的、平行于斜面向上的滑动摩擦力滑动摩擦力F31、取物体、取物体A作为研究对象。作为研究对象。3、研究方法：正交分解法（常用、研究方法：正交分解法（常用于多力平衡）于多力平衡）F1A600GF2F3F1xy2021/8/11 星期三9例例3：物体：物体A在水平力在水平力F1=400N的作用下，沿倾角的作用下，沿倾角=60 的斜面的斜面匀速下滑（如图所示），物体匀速下滑（如图所示），物体A受的重力受的

6、重力G=400N。求斜面对物。求斜面对物体体A的支持力和的支持力和A与斜面间的动摩擦因数与斜面间的动摩擦因数。0分析：分析：F1A600GF2F3F1xy4、取平行于斜面的方向为、取平行于斜面的方向为x轴，垂直于斜面轴，垂直于斜面的方向为的方向为y轴，将轴，将G和和F1沿沿X轴和轴和Y轴方向分轴方向分解分别在这两个方向上应用平衡条件求解。解分别在这两个方向上应用平衡条件求解。由平衡条件可知，在这两个方向上的合力由平衡条件可知，在这两个方向上的合力Fx合和合和Fy合应分别等于零。合应分别等于零。Fx合合=F3+F1cos -Gsin =0 (1)Fy合合=F2-F1sin -Gcos =0 (2

7、)由（由（1）式可解得）式可解得F2=Gcos +F1sin =546 N由（由（2）式可解得）式可解得F3=Gsin -F1cos =146 NF3F2=0.27所以所以2021/8/11 星期三10例例2：物体：物体A在水平力在水平力F1=400N的作用下，沿倾角的作用下，沿倾角=60 的斜面的斜面匀速下滑（如图所示），物体匀速下滑（如图所示），物体A受的重力受的重力G=400N。求斜面对物。求斜面对物体体A的支持力和的支持力和A与斜面间的动摩擦因数与斜面间的动摩擦因数。0F1A600GF2F3F1xy一个常用的推论（三力汇交原理）：一个常用的推论（三力汇交原理）：如果一个物体受到三个不平

8、行外力的如果一个物体受到三个不平行外力的作用而处于平衡状态，那么这三个力作用而处于平衡状态，那么这三个力的作用线必在同一平面上且交于一点。的作用线必在同一平面上且交于一点。2021/8/11 星期三11例例3：沿光滑的墙壁用网兜把一个足球挂在：沿光滑的墙壁用网兜把一个足球挂在A点（如点（如果所示）果所示）,足球的质量为足球的质量为m，网兜的质量不计。足球，网兜的质量不计。足球与墙壁的接触点为与墙壁的接触点为B，悬绳与墙壁的夹角为，悬绳与墙壁的夹角为。求悬。求悬绳对球的拉力和墙壁对球的支持力绳对球的拉力和墙壁对球的支持力.AB 分析：1、取足球作为研究对象、取足球作为研究对象2、小球受到三个力的

9、作用：重力、小球受到三个力的作用：重力G，墙壁的支持力墙壁的支持力F1，悬绳的拉力，悬绳的拉力F2。这三个力一定是共点力。重力作用在球O点，支持力F1沿球的半径方向，G和F1的作用线必交于O点，用平行四边形定则求出它们的合力F，这时足球和网兜相当于受到两个力（F和F2）由二力平衡条件可判定F2的作用线也必过O点，即原来的三个力是共点力。已知G和，由共点力的平衡条件可求出F1和F2.oGF1F2F2021/8/11 星期三12例例2：沿光滑的墙壁用网兜把一个足球挂在：沿光滑的墙壁用网兜把一个足球挂在A点（如点（如果所示）果所示）,足球的质量为足球的质量为m，网兜的质量不计。足球，网兜的质量不计。

10、足球与墙壁的接触点为与墙壁的接触点为B，悬绳与墙壁的夹角为，悬绳与墙壁的夹角为。求悬。求悬绳对球的拉力和墙壁对球的支持力绳对球的拉力和墙壁对球的支持力.分析：oGF1F2FAB解：取足球作为研究对象，由共点解：取足球作为研究对象，由共点力的平衡条件可知，力的平衡条件可知，F1和和mg的合的合力力F和和F2大小相等、方向相反。从大小相等、方向相反。从分析图中力的平行四边形可求得：分析图中力的平行四边形可求得：F1=mgtanF2=mg/cos2021/8/11 星期三13课堂反馈课堂反馈1、如图所示，用、如图所示，用10N的力的力F1把木块压在竖直墙面上，把木块压在竖直墙面上，木块与墙面间的动摩

11、擦因数为木块与墙面间的动摩擦因数为0.4。若木块所受重力为。若木块所受重力为10N，为使木块匀速运动，作用在木块上的拉力大小可，为使木块匀速运动，作用在木块上的拉力大小可以为（以为（）A、4N B、6N C、10N D、14NF1F2提示：提示：有两种情况，有两种情况，1、沿墙上滑，摩擦力方向向下；、沿墙上滑，摩擦力方向向下；2、沿墙下滑，摩擦力方向向上。、沿墙下滑，摩擦力方向向上。B、D2021/8/11 星期三142、如图所示，质量为、如图所示，质量为m的木块在水平力的木块在水平力F作用下静止作用下静止在光滑的斜面上，木块对斜面的压力是（在光滑的斜面上，木块对斜面的压力是（）A、mgcos B、mgsin C、mg/cos D、mg/sin根据共点力平衡条件根据共点力平衡条件,可得可得:mg=FN1=FNcos故故 FN=mg/cos 提示：选木块为研究对象并对其受力分析提示：选木块为研究对象并对其受力分析C2021/8/11 星期三15处理平衡问题常用的研究方法：处理平衡问题常用的研究方法：合成合成 法和分解法（包括正交分解法和分解法（包括正交分解法）法）求解时遇到的数学方法有：正定求解时遇到的数学方法有：正定理，相似三角形等理，相似三角形等小结：小结：2021/8/11 星期三16谢谢指导谢谢指导!2021/8/11 星期三17