共点力的平衡及应用

(共16张PPT)
共点力的平衡及应用
扶风县法门高中
一、平衡状态：
定义：如果物体保持 或 的状态，叫做平衡状态。
静止
匀速直线运动
物体处于平衡状态的运动学特征：
静止： v=0；a=0；
匀速直线运动： v≠0；a=0；
处于平衡状态的物体加速度为零，但速度不一定为零。
是
是
是
是
否
否
（1）静止在水平面上的木箱
（3）用细线悬挂在天花板上的静止小球
（5）用细线悬挂在天花板上的静止小球，在剪断细线的瞬间
（4）刹车后停下来了的汽车
（6）竖直上抛达到了最高点的小球(不计空气阻力)
（2）平直马路上在牵引力作用下匀速前进的汽车
根据概念来判断下面的物体是否处于平衡状态:
针对训练：
二、共点力作用下物体的平衡条件：
O
1.实验探究：
2.分析论证：
3.得出结论：
任意两个力的合力与第三个力大小相等，方向相反，作用在同一直线上。这三个力的合力为零。
三力平衡条件： F合= 0
推广到多个共点力平衡条件：
作用在物体上各力的合力为零，即：F合=0
此时平衡条件可表示为 Fx合=0；
Fy合=0。
活学活用
例：沿光滑的墙壁用网兜把一个足球
挂在A点(右图所示)，足球的质量为m，网兜的质量不计，足球与墙壁的接触点为B，悬绳与墙壁的夹角为α，求悬绳对球的拉力和墙壁对球的支持力．
【解析】　取足球作为研究对象，它共受到三个力作用，重力G＝mg，方向竖直向下；墙壁的支持力N，方向水平向右；悬绳的拉力T，方向沿绳的方向．
解法一：用合成法
从图中力的平行四边形可求得：
N=Ftan α=mgtan α
T=F/cosα=mg/cos α.
解法二：用分解法
将重力G分解为F′1和F′2，
N＝F′1＝mgtan α
T＝F′2＝mg/cos α.
解法三：用相似三角形求解
由图可知，三角形OFG与三
角形AOB相似，所以
解法四：用正交分解法求解
【答案】　mg/cos α　mgtan α
取足球作为研究对象，受三个力作用，
重力G，墙壁的支持力N，悬绳拉力T，
如右图所示，取水平方向为x轴，竖直
方向为y轴，将T分别沿x轴和y轴方向进
行分解．由平衡条件可知，在x轴和y轴
方向上的合力Fx合和Fy合应分别等于零．即
Fx合=N-Tsin α=0①
Fy合＝Tcos α－G＝0②
由②式解得：T＝G/cos α＝mg/cos α，
代入①得N＝Tsin α＝mgtan α.
动态平衡问题
例：如图所示，用两根细线悬挂一个所受重力为G的物体。细线AO与竖直方向间夹角为θ，细线BO水平。现设法增大夹角θ，仍保持BO处于水平状态，试分析AO,BO两线中拉力的变化情况。
A
O
B
C
方法一：共点力的平衡条件
方法二：矢量三角形法
方法三：图解法
例：如图所示，用两根细线悬挂一个所受重力为G的物体。细线AO与竖直方向间夹角为θ，细线BO水平。现设法增大夹角θ，仍保持BO处于水平状态，试分析AO,BO两线中拉力的变化情况。
四、归纳总结：
解共点力作用下物体平衡问题的一般步骤：
（1）定研究对象；
（2）对所选研究对象进行受力分析，并画出受力示意图；
（3）分析研究对象是否处于平衡状态；
（4）运用平衡条件，选用适当方法，列出平衡方程求解。
五、作业
课本98页第1、2、4小题
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