3.6 共点力作用下物体的平衡 课件(共22张PPT)

(共22张PPT)
共点力作用下物体的平衡
提问：什么是共点力？
几个力如果都作用在物体的同一点，或者它们的作用线相交于一点。
F1
F2
G
乙
F1
F2
G
丙
F1
F2
G
丁
F1
F2
G
甲
甲、丁中所受的力就是共点力，今天我们就来研究物体受共点力平衡的情况。
定义：物体保持静止或匀速直线运动的状态称为平衡状态。
随传送带匀速运送的物体处于平衡状态。
桌上的书、苹果能保持静止，处于平衡状态。
一、共点力作用下物体的平衡状态
例如：单摆摆动时，当摆球摆动到最高点时=0，但物体不能保持静止状态还会继续摆动。
=0
思考讨论：=0时物体一定就是静止吗？举例说明。
答：=0时物体不一定就是静止。
思考讨论1：在两个共点力作用下的物体，保持平衡的条件是什么？
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，这两个力平衡。二力平衡时物体所受的合力为0。
2
1
二、共点力平衡的条件
（1）力的合成法
任意两个力的合力与第三个力的大小和方向关系：大小相等方向相反，在同一条直线上即合力为0。
F2
F1
F12
F3
思考讨论2：在三个共点力作用下的物体，保持平衡的条件是什么？
（2）力的分解法
F32
F31
F1
F2
F3
任意一个力沿其余两个力的反方向分解，其分力与其余两个力的大小和方向关系：大小相等方向相反，在同一条直线上即合力为0。
思考讨论3：N个共点力的平衡条件是什么？
在共点力作用下物体平衡的条件是合力为0。
任意（N-1）力的合力都与第N个力大小相等方向相反则N个共点力平衡。
N个共点力的平衡条件是：N个共点力合力为零或 F合=0
走钢丝的演员单脚踩在钢丝的点上，处于平衡状态。点受演员施加的压力，两侧钢丝的拉力和这三个共点力的作用，且=。若和的夹角为150o，试求、的大小。
分析：
轴方向：
轴方向：
得：
合
合
合=0
合=0
这种分解方法，在解决多个共点力问题时经常会用到。
三、平衡条件的应用
可利用力的合成法和力的分解法求解
（1）确定研究对象；研究对象可以是单个物体也可以是多个物体组成的整体。
（2）对研究对象进行受力分析，要画出力的示意图。
（3）利用平衡条件列式求解，运用平行四边形定则进行合成或者分解，再列出力的平衡方程。
生活中常用一根水平绳拉着悬吊重物的绳索来改变或固定悬吊物的位置。如图所示，悬吊重物的细绳，其O点被一水平绳BO牵引，使悬绳AO段和竖直方向成角。若悬吊物所受的重力为，则悬绳AO和水平绳BO所受的拉力各等于多少？
A
O
B
θ
典例讲解
分析： 选取两根绳索连接的O点为研究对象，它受到三个力的作用：绳AO对它的拉力1 、绳BO对它的拉力2 和O点下方悬绳对它的拉力3 。
在平衡状态下，O点所受三个力的合力为0。由于3的大小与悬挂物所受的重力相等，且三个力的方向均已知，由此可以求出1 、2 的大小。
方法1：利用力的合成。
由图可知，
2 ＝ 4 ，则2 ＝
A
B
1
2
3
4
解：如图，4 为1 和2 的合力，则4 与3 平衡，
即：4 ＝ 3 ＝
如图，以O为原点建立直角坐标系。方向为轴正方向，向上为轴正方向。在两坐标轴方向的分矢量分别为和。因、两方向的合力都等于0，可列方程
x
正交分解法
方法2 ：利用力的分解。
－ ＝0
－ ＝0
即绳AO和绳BO所受的拉力大小分别为和。
即2 － 1 ＝0 （1）
1 － ＝0 （2）
由（1）（2）式解得 1 ＝ ，2 ＝。
1、物体放在粗糙的水平地面上，物体重50N，受到斜向上方向与水平面成30°角的力作用，=50N，物体仍然静止在地面上，如图所示，则物体受到的摩擦力———— N，地面的支持力————N。
25
30°
课堂检测
2、（2019春 建华区校级期中）如图所示，质量为M的楔形物块静止在水平地面上，其斜面的倾角为θ。斜面上有一质量为m的小物块静止，则（　　）
A．地面对楔形物块的支持力为（M+m）g
B．地面对楔形物块的摩擦力不为零
C．楔形物块对小物块摩擦力可能为零
D．小物块一定受到四个力作用
A
课堂检测
3、（2019春 锦州期末）如图所示，在斜向右上方的力F作用下，物体A静止在光滑的墙面上，物体A受到力的个数为（　　）
A．2个
B．3个
C．4个
D．5个
A
F
B
课堂检测
4、如图所示，用轻绳AO、BO系住一物体处于平衡状态，绳AO与竖直方向成一角度，绳BO水平。当绳子的悬点A缓慢向右移动时，BO始终保持水平，关于绳子AO和BO的拉力，下列说法中正确的是（　　）
A．绳AO的拉力一直在减小
B．绳AO的拉力先减小后增大
C．绳BO的拉力一直在增加
D．绳BO的拉力先增大后减小
A
O
B
C
A
课堂检测
5、如图所示，一小球放在倾角为θ的固定光滑斜面上，用沿斜面向上、大小为F的力使球处于静止状态；若将作用力改为水平向右，仍使小球静止在斜面上，则水平向右的力大小应为（　　）
A．
B．
C．
D．
θ
D
课堂检测
6、重的光滑小球静止在固定斜面和竖直挡板之间。挡板逆时针缓慢转到水平位置的过程中，斜面和挡板对小球的弹力的大小1、2各自变化情况（　　）
A．1逐渐减小、2逐渐增大
B．1逐渐增大、2逐渐减小
C．1逐渐变小，2先变小后变大
D．1先变小后变大，2逐渐变小
C
课堂检测
谢 谢