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《人教版（2019）高中物理必修第一册3.5共点力的平衡ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
3.5共点力的平衡
1根据每幅图中各个力作用线的几何关系，可以把上述四种情况的受力分成两类，你认为哪些情况属于同一类？图甲和图丁中木棒所受的力是共点力图乙和图丙中木棒所受的力不是共点力一、共点力
2共点力：几个力如果都作用在物体的同一点上，或者它们的作用线相交于同一点上，这几个力叫做共点力。非共点力：力不但没有作用在同一点上，它们的延长线也不能相交于一点。钩子受到的力是共点力扁担受到的力是非共点力
3平衡状态——物体处于静止或者匀速直线运动的状态叫做平衡状态。NG静止在桌面上的木块FfNG匀速行驶的汽车GNf静止在斜面上的木块“静止”要满足两个条件：v＝0，a＝0，缺一不可.即速度为零不等同于静止.二、共点力的平衡条件
4平衡条件：——在共点力作用下物体的平衡条件是合力等于零。（1）物体受两个共点力作用时的平衡条件。 二力平衡的条件是：两个力的大小相等、方向相反，并在同一直线上。即F合=0。（2）物体受两个以上共点力作用时的平衡条件。 当物体受到三个共点力作用时，它的平衡条件又是什么呢?F合=0注意：物理学中有时出现”缓慢移动”也说明物体处于平衡状态.
5判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”．(1)速度等于零的物体一定处于平衡状态．( )(2)物体的平衡状态是指物体处于静止或速度等于零的状态．（）(3)物体处于平衡状态时，加速度等于零．( )(4)二力平衡时，这两个力必定等大反向．( )(5)若物体受到三个力F1、F2、F3的作用而平衡，将F2转动90°时，三个力的合力大小为F2.( )√√×××练一练
6AC2．[多选]下列实例中的物体处于平衡状态的是()A．“神舟”号飞船匀速落到地面的过程B．汽车在水平路面上启动或刹车的过程C．汽车停在斜坡上不动D．竖直上抛的物体在到达最高点的那一瞬间
71．研究对象的选取方法三、共点力的平衡问题
82．处理平衡问题的常用方法方法内容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力的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
9例1.城市中的路灯、无轨电车的供电线路等，经常用三角形的结构悬挂。图为这类结构的一种简化模型。图中硬杆OB可绕通过B点且垂直于纸面的轴转动，钢索和杆的重量都可忽略。如果悬挂物的重量是G，角AOB等于θ，钢索AO对O点的拉力和杆OB对O点的支持力各是多大？练一练
10合成法
11对O点由共点力平衡条件，先分解、后平衡水平方向：竖直方向：O点受力如图，由上面两式解得：分解法
121．动态平衡“动态平衡”是指物体所受的力一部分是变力，是动态力，力的大小和方向均要发生变化，但变化过程中的每一个定态均可视为平衡状态，所以叫动态平衡，这是力平衡问题中的一类难题．解决这类问题的一般思路是：把“动”化为“静”，“静”中求“动”．四、动态平衡问题分析
132．分析动态平衡问题的三种方法方法步骤解析法(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图解法(1)根据已知量的变化情况，画出平行四边形边、角的变化(2)确定未知量大小、方向的变化相似法用力的矢量三角形与几何三角形相似列比例式，然后进行分析。
141、如图所示，A、B两物体的质量分别为mA和mB，且mA>mB，整个系统处于静止状态，小滑轮的质量和一切摩擦均不计．如果绳的一端由Q点缓慢地向左移到P点，整个系统重新平衡后，物体A的高度和两滑轮间绳与水平方向的夹角θ的变化情况是()．A．物体A的高度升高，θ角变大B．物体A的高度降低，θ角变小C．物体A的高度不变，θ角不变D．物体A的高度升高，θ角不变D解析法
15解析 系统静止时，与滑轮接触的那一小段绳子受力情况如图所示，同一根绳子上拉力F1、F2大小总是相等的，它们的合力F与F3大小相等、方向相反，以F1、F2为邻边所作的平行四边形是菱形，故mBg＝2mAgsinθ，绳的端点由Q点移到P点时，由于mA、mB的大小不变，故θ不变，绳长不变，因为B下降，故A上升，选项D正确．答案 D
16练习1竖直放置的“ ”形支架上,一根不可伸长的轻绳通过不计摩擦的轻质滑轮悬挂一重物G,现将轻绳的一端固定于支架上的A点,另一端从B点(与A点等高)沿支架缓慢地向C点靠近,则绳中拉力大小变化的情况是 ( )A.变大B.变小C.不变D.先变大后变小C
17解析因不计轻质滑轮的摩擦力,故悬挂重物的左右两段轻绳的拉力大小相等,由平衡条件可知,两绳与竖直方向的夹角大小相等,设均为θ,则有2Fcosθ=G。设左右两段绳长分别为l1、l2,两竖直支架之间的距离为d,则有l1sinθ+l2sinθ=d,得:sinθ=,在悬点B竖直向上移至C点的过程中,虽然l1、l2的大小均变化,但l1+l2不变,故θ不变,F不变,C正确。
181、如图所示,质量为m的物体在细绳悬吊下处于平衡状态,现用手持绳OB的B端,使OB缓慢向上转动,且始终保持结点O的位置不动,分析AO、BO两绳中的拉力如何变化。图解法
19解析由于O点始终不动,故物体始终处于平衡状态,OC对O点的拉力不变且AO中拉力的方向不变,绳AO的拉力F1与绳OB的拉力F2的合力F'的大小和方向不变。现假设OB转至如图所示F2'和F2″的位置,用平行四边形定则可以画出这两种情况下的平行四边形,由此即可看出,在OB向上转动的过程中,AO中的力F1不断变小,而BO中的拉力F2先变小后变大。
202、如图所示,粗糙水平面上放有截面为圆周的柱状物体A,A与墙面之间放一光滑的圆柱形物体B,对A施加一个水平向左的力F,使A缓慢地向左移动少许,在这一过程中( )A.A受到的摩擦力增大B.A受到的合力减小C.A对B的弹力增大D.墙壁对B的弹力减小D
21解析对B球受力分析,受到重力mg、A球对B球的弹力N'和墙壁对B球的弹力N,如图所示:当A球向左移动后,A球对B球的支持力的方向不断变化,根据平衡条件
22并结合合成法知:A球对B球的弹力和墙壁对B球的弹力N都在不断减小,故C错误,D正确;由于A缓慢地向左移动,A处于动态平衡过程,A所受合力始终为零,A所受合力不变,故B错误;对A和B整体受力分析,受到总重力G、地面支持力FN,推力F、墙壁的弹力N,水平面对它的摩擦力f,如图所示:根据平衡条件有:F=N+f,FN=G,地面的支持力不变,由于壁对B球的弹力N的不断减小,f=F-N,由于不知F如何变化,f可能减小,也可能增大,还可能不变,故A错误;故选D。
23AFBOθGFNFLlH直角三角形用边角关系求解，任意三角形用相似三角形法三角形法
241、如图，物体重量为20N，AB=0.6m，AC=0.5m，CB=0.9m，求AB杆、BC杆的受力大小。CBACAFBCBFABG解：结点B的受力如图，由共点力的平衡条件，根据相似三角形，可得：FABFBCGlAB==lBClAC解得：FAB=6G/5FBC=9G/5图解法
252、半径为R的球形物体固定在水平地面上,球心正上方有一光滑的小滑轮,滑轮到球面B的距离为h,轻绳的一端系一小球,靠放在半球上的A点,另一端绕过定滑轮后用力拉住,使小球静止,如图所示,现缓慢地拉绳,在使小球由A到B的过程中,半球对小球的支持力N和绳对小球的拉力T的大小变化的情况是()A、N变大，T变小B、N变小，T变大C、N变小，T先变小后变大D、N不变，T变小相似三角形法D
