2018_2019高中物理第4章怎样求合力与分力4.3共点力的平衡及其应用课件沪科版必修1:26张PPT

课件26张PPT。4.3　共点力的平衡及其应用第4章　怎样求合力与分力[目标定位]1.理解共点力作用下物体平衡状态的概念，能推导出共点力作用下物体的平衡条件.
2.会用共点力平衡条件解决有关共点力的平衡问题.
3.掌握解决共点力平衡的几种常用方法.内容索引知识探究
新知探究 点点落实达标检测
当堂检测 巩固反馈知识探究答案　如果物体保持静止或匀速直线运动状态，就说物体处于平衡状态.这里包括速度恒为零的静止状态，它是一种静态的平衡；也包括运动的平衡，即速度不为零，但大小、方向都不变的匀速直线运动状态.桌子上放着的杯子、天花板上吊着的吊灯、在平直铁轨上匀速行驶的火车中的乘客等都处于平衡状态，你能总结“平衡状态”的含义吗？一、生活离不开平衡答案[问题设计]1.平衡状态：(1)保持 状态；(2)保持 状态.
2.对平衡状态的理解
(1)共点力作用下物体处于平衡状态的运动学特征： .
(2)“保持”某状态与“瞬时”某状态的区别，例如：做自由落体运动的物体开始运动时，这一瞬间的速度为零，但这一状态不能“保持”，因而不属于平衡状态.[要点提炼]静止匀速直线运动加速度为零二、从二力平衡到共点力平衡二至三人合作，用三个弹簧测力计拉住小环O，使小环保持静止，如图1所示，记下三个弹簧测力计的拉力的方向及大小，用力的图示法在纸上表示出各个力，请先研究其中某两个力的合力跟第三个力的关系，然后找出三个共点力平衡时满足的条件.答案[问题设计]图1答案　用平行四边形定则作出F1、F2的合力F，如图所示，F3与F等大反向.同理可发现：F2与F3的合力与F1等大反向，F1与F3的合力也与F2等大反向.
所以一个物体在三个共点力作用下处于平衡状态时，这三个力的合力为零.1.平衡条件：(1)F合＝ (或加速度a＝ )[要点提炼]00(2)Fx合＝___
Fy合＝___002.平衡条件的四个常用结论
(1)二力作用平衡时，二力 、 .
(2)三力作用平衡时，任意两个力的合力与第三个力 、 .
(3)多力作用平衡时，任一个力与其他所有力的合力 、 .
(4)物体处于平衡状态时，沿任意方向上分力之和均为 .等大反向等大反向等大反向零答案　不一定.静止状态是v＝0，F合＝0，两者应同时成立.若v＝0，F合≠0，处于非平衡状态，不是静止状态.物体速度为0时，一定处于静止状态吗？答案[延伸思考]一、对平衡状态的理解
例1　物体在共点力作用下，下列说法中正确的是
A.物体的速度在某一时刻等于零，物体就一定处于平衡状态
B.物体相对另一物体保持静止时，物体一定处于平衡状态
C.物体所受合力为零，就一定处于平衡状态
D.物体做匀加速运动时，物体处于平衡状态答案√解析解析　处于平衡状态的物体，从运动形式上看是始终处于静止或匀速直线运动状态，从受力上来看是物体所受合力为零.二、共点力平衡条件的简单应用
例2　如图2所示，重物的质量为m，轻细绳的A与B端是固定的，平衡时AO水平，BO与竖直方向的夹角为θ，绳AO的拉力大小是
A.F＝mgcos θ
B.F＝mgtan θ
C.F＝mgsin θ解析图2答案√解析　对重物进行受力分析，
如图，将力FA、FB合成，由平衡条件得
FBcos θ＝mg，FBsin θ＝FA，
可知AO的拉力FA＝mgtan θ，B正确，A、C、D错误.三、利用正交分解法求解共点力的平衡问题
例3　如图3所示，水平地面上有一重60 N的物体，在与水平方向成30°角斜向上、大小为20 N的拉力F作用下匀速运动，求地面对物体的支持力和摩擦力的大小.图3答案解析解析　对物体进行受力分析，如图所示，物体受重力G、支持力N、拉力F、摩擦力f.建立直角坐标系，对力进行正交分解得：
y方向： N＋Fsin 30°－G＝0 ①
x方向：Fcos 30°－f＝0 ②针对训练　如图4所示，重为500 N的人用跨过定滑轮的轻绳牵引重200 N的物体，当绳与水平面成60°角时，物体静止.不计滑轮与绳的摩擦.求地面对人的支持力和摩擦力.图4答案解析解析　人和物体静止，所受合力皆为零，对物体进行受力分析可得，绳的拉力F′等于物重200 N；人受绳的拉力F大小与F′相同，
则F＝F′＝200 N.
如图所示，以人为研究对象，将绳的拉力分解得水平分力Fx＝Fcos 60°在x轴上，f与Fx二力平衡，
所以静摩擦力f＝Fx＝100 N，
在y轴上，三力平衡得地面对人的支持力课堂要点小结达标检测1.(对平衡状态的理解)(多选)下列物体中处于平衡状态的是
A.静止在粗糙斜面上的物体
B.沿光滑斜面下滑的物体
C.在平直路面上匀速行驶的汽车
D.做自由落体运动的物体在刚开始下落的瞬间答案√1234解析√解析　在共点力的作用下，物体如果处于平衡状态，则该物体必同时具有以下两个特点：从运动状态来说，物体保持静止或者匀速直线运动，加速度为零；从受力情况来说，合力为零.物体在某一时刻的速度为零，并不等同于这个物体保持静止，如果物体所受的合力不为零，它的运动状态就要发生变化，在下一个瞬间就不是静止的了，所以物体是否处于平衡状态要由物体所受的合力和加速度判断，而不能认为物体某一时刻速度为零，就是处于平衡状态，本题的正确选项应为A、C.12342.(共点力平衡条件的简单应用)人站在自动扶梯上随扶梯匀速上升，如图5所示，下列说法正确的是
A.人所受合力方向同图中速度的方向
B.人在水平方向受到向右的摩擦力的作用
C.人只在竖直方向受力且合力为零
D.人在竖直方向所受合力不为零√答案1234图53.(利用正交分解法处理共点力的平衡问题)(多选)如图6所示，质量为m的物体在恒力F作用下沿水平地面做匀速直线运动，物体与地面间的动摩擦因数为μ，则物体受到的摩擦力的大小为
A.Fsin θ B.Fcos θ
C.μ(Fsin θ＋mg) D.μ(mg－Fsin θ)答案√1234解析图6√解析　先对物体进行受力分析，如图所示，然后把力F进行正交分解，F产生两个效果：1234使物体水平向前F1＝Fcos θ，
同时使物体压紧水平地面F2＝Fsin θ.
由力的平衡可得F1＝f，F2＋G＝N，
又滑动摩擦力f＝μN，
则f＝Fcos θ＝μ(Fsin θ＋mg)，故选B、C.4.(利用正交分解法处理共点力的平衡问题)如图7所示，质量为m的物块与水平面之间的动摩擦因数为μ，现用斜向下与竖直方向夹角为θ的推力作用在物块上，使物块在水平面上匀速移动，求推力的大小.(重力加速度为g)1234解析图7答案解析　对物块受力分析如图所示1234将物块受到的力沿水平和竖直方向分解，根据平衡条件有
水平方向：Fcos θ＝f ①
竖直方向：N＝mg＋Fsin θ ②
f＝μN ③