3.5共点力的平衡 课件-2020-2021学年【新教材】人教版（2019）高中物理必修第一册25张PPT

第5节共点力的平衡 第三章相互作用———力 知识点 共点力平衡的条件 若物体处于共点力作用下的平衡状态，这些力的合力有什么特点？ 平衡状态 一个物体在力的作用下保持静止或匀速直线运动的状态． 共点力平衡条件 若物体处于共点力作用下的平衡状态，则所有力的合力为零． 1 新知探究 知识点 共点力平衡的条件 由平衡条件得出的三个结论 1 新知探究 知识点 共点力平衡的条件 1 新知探究 例：如图一物体在拉力F作用下静止在粗糙水平面上，求静摩擦力的大小。 F θ f静 F1 N G F2 F静=F1=Fcosθ 知识点 共点力平衡的条件 求解共点力平衡问题的一般步骤 1．选取研究对象． 2．对所选取的研究对象进行受力分析，并画出受力示意图． 3．对研究对象所受的力进行处理，采用合成法(或分解法)、或者正交分解法，建立合适的直角坐标系，对各个力进行正交分解． 4．由平衡条件列方程，????x合＝0，????y合＝0. 5．应用解三角形的方法或利用方程组求解，必要时需对解进行讨论． ? 1 新知探究 知识点 正交分解法 在很多问题中，常把各个力分解为互相垂直的两个方向，特别是物体受多个力作用时，把物体受到的各个力都分解到互相垂直的两个方向上去，先分别求出两个垂直方向上的力的合力，然后再求出总的合力，这样可把复杂问题简化，这种方法叫正交分解法． 2 新知探究 知识点 正交分解法 坐标轴的选取 原则上，坐标轴的选取是任意的，为使问题简化，坐标轴的选取一般有以下两个原则： (1)使尽量多的力处在坐标轴上． (2)尽量使某一轴上各分力的合力为零． 2 新知探究 知识点 正交分解法 正交分解法的适用情况 适用于计算物体受三个或三个以上共点力的合力情况． 2 新知探究 知识点 正交分解法 2 新知探究 提示：(1)物块受到重力、支持力、摩擦力以及拉力四个力的作用。用平行四边形定则求合力的话，会很烦琐。 (2)建立坐标系时，应使尽可能多的力与坐标轴重合。 知识点 正交分解法 步骤： (1)建立坐标系：以共点力的作用点为坐标原点，直角坐标系x轴和y轴的选择应使尽量多的力在坐标轴上。 2 新知探究 知识点 正交分解法 2 新知探究 知识点 正交分解法 2 新知探究 知识点 正交分解法 【例】如图所示，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) 2 新知探究 知识点 正交分解法 解析　先对物体进行受力分析，如下图所示，然后对力F进行正交分解，F产生两个效果：使物体水平向前????1=Fcos θ，同时使物体压紧水平面????2=Fsin θ.由力的平衡可得????1=????????，????2+G=????????，又滑动摩擦力????????=μFN，即可得????????=Fcos θ=μ(Fsin θ+G)． 答案　BC ? 2 新知探究 知识点 动态平衡问题 动态平衡 通过改变某些物理量，使物体的状态发生缓慢的变化，在这个过程中物体一直处于平衡状态，但所受的力中有变力，故称为动态平衡。 3 新知探究 知识点 动态平衡问题 图解法分析三力动态平衡问题的思路： (1)确定研究对象，作出受力分析图。 (2)明确三力的特点，哪个力不变，哪个力变化。 (3)将三力的示意图首尾连接，构造出矢量三角形；或将某力根据其效果进行分解，画出平行四边形。 (4)根据已知量的变化情况，确定有向线段(表示力)的长度变化，从而判断各个力的变化情况。 3 新知探究 知识点 动态平衡问题 例：用绳AO、BO悬挂一个重物，BO水平，O为半圆形支架的圆心，悬点A和B的支架上。悬点A固定不动，将悬点B从图中所示位置逐渐移动到C点的过程中，分析绳OA和OB上的拉力的变化情况 3 新知探究 知识点 动态平衡问题 3 新知探究 答案：绳OA的拉力逐渐减小绳OB的拉力先减小后增大 1.如图 ... ...