2020-2021学年高二上学期物理人教版选修2-2第一章第1节共点力平衡条件的应用课件(共24张PPT)

(共24张PPT)
共点力平衡条件的应用
生活中的平衡
小龙女睡在绳子上
共点力作用下物体的平衡条件及其应用
一
平衡：
如果物体保持静止或者做匀速直线运动，我们就说这个物体处于平衡状态
二、
平衡条件：
共点力作用下物体的平衡条件是合力为零
三.平衡条件的拓展
(1)二力平衡：如果物体在两个共点力的作用下处于平衡状态，这两个力必定大小_____，方向_____.
(2)三力平衡：如果物体在三个共点力的作用下处于平衡状态，其中任何一个力与其余两个力的合力大小_____，方向_____；并且这三个力的矢量可以形成一个封闭的矢量_______.
(3)多力平衡：如果物体在多个共点力的作用下处于平衡状态，其中任何一个力与其余几个力的合力大小_____，方向______.
四.处理平衡问题常用的方法
（1）、合成法：物体受三个共点力的作用而平衡，则任意两个力的合力一定与第三个力大小相等，方向相反.
（2）、分解法：物体受三个共点力的作用而平衡，将某一个力按力的效果分解，则其分力和其他两个力满足平衡条件.
解决平衡问题有什么绝招呢？？？
1、图解法
（3）正交分解法：物体受到三个或三个以上力的作用时，将物体所受的力分解为相互垂直的两组，每组力都满足平衡条件.
（4）力的封闭三角形法：对受三力作用而平衡的物体，将力的矢量图平移使三力组成一个首尾依次相接的矢量三角形，根据正弦定理、余弦定理或相似三角形等数学知识求解未知力.
Fx=0,Fy=0
①列平衡方程求出未知量与已知量的关系表达式
②根据已知量的变化情况来确定未知量的变化情况
2、解析法
例题
1
沿光滑的墙壁用网兜把一个足球挂在A点(如图),
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
由共点力的平衡条件可知,
F1和mg的合力Ｆ与F2大小相等,
方向相反.
力的平行四边形可求得
A
B
α
取足球作为研究对象.
F1
F2
F
G
o
α
合成法
F1/mg
=
tan
α
F1
=
mg
tan
α
mg/
F2
=
mg/
F
=
cos
α
F2
=
mg/
cos
α
F1
F2
F
G
o
α
例题2
物体A在水平力F1=
400
N的作用下，沿倾角θ=600
的斜面匀速下滑。
物体A受的重力G
=
400N，求斜面对物体A的支持力和A与斜面间的动摩擦因数μ。
600
G
F1
N
f
G1
60o
G2
F12
F11
60o
由平衡条件可知，在这两个方向上的合力分别等于零
正交分解法
f
+
F11=
G
1
(1)
N
=F12
+
G2
(2)
600
G
F1
N
f
G1
60o
G2
F12
F11
60o
G
sin60o
=
f+
F1cos60o
(1)
N=Gcos60o+F1sin60o
(2)
由
（2）式可解得
N=Gcos60o+F1sin60o
=
546
N
由（1）式可解得
f
=
G
sinθ－F1cosθ=
146
N
所以
μ=
f／N
=
0.27
求解共点力体用下平衡问题的解题一般步骤：
1)确定研究对象(物体或结点，结点不计重力)；
2)对研究对象进行受力分析，并画受力示意图；
3)分析判断研究对象是否处于平衡状态；
4)根据物体的受力和已知条件，运用共点力平衡条件，选用适当方法计算求解。
练习1
物体在共点力的作用下，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
.
物体处于平衡状态，合外力一定为零
.
D
.
物体所受合外力为零，就一定处于平衡状态
.
C
D
学以致用
练习2
质量为
4kg的物体在五个共点力的作用下向东做匀速直线运动，撤去其中大小为
8N，方向向东的力F1，而保持其余四个力不变，则物体（
）
A.
继续保持向东做匀速直线运动.
B.
向东做匀加速直线运动.
C.
向西做匀加速直线运动.
D.
向东做匀减速直线运动.
D
学以致用
300
练习3
一个质量为50Kg的物体，在平行于斜面的拉力F作用下，沿倾角为300的斜面匀速运动（如图），已知斜面的动摩擦因数为0.3。求拉力F为多大？
G
N
F
G1
G2
f
解：
在沿斜面方向和垂直于斜面的方向上列力的平衡方程
F
=
G1+
f
=
G
sin300
+
μN
N
=
G
cos300
F
=
mg
sin300
+μ
mgcos300
=
50×9.8×（0.
5
+0.
3×0.
87）N
=
37
2.
9
N
解上面的方程组，可得
分解法
θ
a
b
练习4
如图所示,
用一根绳子a
把物体挂起来,
再用另一根水平的绳子b
把物体拉向一旁固定起来.
物体的重量是40N,
绳子a
与竖直方向的夹角θ=300,绳子a
和b对物体的拉力分别是多大?
G
F1
F2
θ
解：
物体共受三个力作用：绳子a
的拉力F1，绳子b
的拉力F2，重力G
.
这三个力相互平衡，根据平行四边形定则：
F2
=
G
tan300
=
40×√3/3N=23.1N
COS300
G
F1=
=40÷√3/2N=46.2N
巩固练习
1、如图所示，细绳ＭＯ与ＮＯ所能承受的最大拉力相同，长度ＭＯ〉ＮＯ，则在不断加重重物Ｇ的过程中
（绳ＯＣ不会断）（
）
Ａ.
ＯＮ绳先被拉断
Ｂ.
ＯＭ绳先被拉断
Ｃ.
ＯＮ绳和ＯＭ绳同时被拉断
Ｄ.
因无具体数据，故无法
判断哪条绳先被拉断。
Ｍ
Ｎ
Ｏ
Ｇ
Ｃ
A
2、如图所示，一个半径为r，重为G的圆球被长为2r的细线悬挂在墙上，求球对细线的拉力F′和球对墙的压力N′为？
解：物体受力如图:细线对球的拉力F和墙对球的
支持力N的合力F合
，结合相互作用力的关系可得：
3、在水平地面上有一质量为11kg的物体，它受到与水平方向成370角斜向上的50N的拉力作用，在水平方向做匀速直线运动，g=10m/s2，求物体与地面间的动摩擦因数（sin370=0.6,cos370=0.8）