《物体的平衡》PPT课件.ppt

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1、物体的平衡一.共点力的平衡1.共点力：物体受到的各力的作用线或作用线的延长线能相交于一点的力.2.平衡状态：在共点力的作用下，物体处于静止或匀速直线运动的状态.3.共点力作用下物体的平衡条件：合力为零，即F合＝0说明：这里的静止需要二个条件，一是物体受到的合外力为零，二是物体的速度为零，仅速度为零时物体不一定处于静止状态，如物体做竖直上抛运动达到最高点时刻，物体速度为零，但物体不是处于静止状态，因为物体受到的合外力不为零．(1)物体受两个力的平衡条件：大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。或物体受三个力的平衡条件：三力共点、三力共面、三个力

2、矢量可围成一个封闭的三角形。(3)物体受多个力的平衡条件：(2)若处于平衡状态的物体受三个力作用，则这三个力中的任意两个力的合力一定与另一个力大小相等、方向相反、作用在一条直线上.4.用平衡条件解题的常用方法(1）力的三角形法物体受同一平面内三个互不平行的力作用平衡时，这三个力的矢量箭头首尾相接，构成一个矢量三角形；反之，若三个力矢量箭头首尾相接恰好构成三角形，则这三个力的合力必为零．利用三角形法，根据正弦定理、余弦定理或相似三角形等数学知识可求得未知力．（2）力的合成法物体受三个力作用而平衡时，其中任意两个力的合力必跟第三个力等大反向，可利

3、用力的平行四边形定则，根据正弦定理、余弦定理或相似三角形等数学知识求解．（3）正交分解法将各个力分别分解到X轴上和y轴上，运用两坐标轴上的合力等于零的条件，多用于三个以上共点力作用下的物体的平衡．值得注意的是，对x、y方向选择时，尽可能使落在x、y轴上的力多；被分解的力尽可能是已知力，不宜分解待求力．二.力汇交原理如果一个物体受三个不平行外力的作用而平衡，这三个力的作用线必在同一平面上，而且必有共点力。三、平衡物体的临界与极值问题1.平衡的临界问题由某种物理现象变化为另一种物理现象或由某种物理状态变化为另一种物理状态时，发生转折的状态叫临界状

4、态，临界状态可以理解为“恰好出现”或“恰好不出现”某种现象的状态。平衡物体的临界状态是指物体所处的平衡状态将要发生变化的状态。往往利用“恰好出现”或“恰好不出现”的条件。在问题的描述中常用“刚好”、“刚能”、“恰好”等语言叙述。解决这类问题的基本方法是假设推理法，即先假设某种情况成立，然后再根据平衡条件及有关知识进行论证、求解。2.平衡的极值问题(1)平衡物体的极值，一般指在力的变化过程中的最大值和最小值问题。可分为简单极值问题和条件极值问题。(2)解决这类问题的方法常用解析法，即根据物体的平衡条件列出方程，在解方程时，采用数学知识求极值或者

5、根据物理临界条件求极值。(3)图解法也是常用的一种方法，即根据物体的平衡条件作出力的矢量图，画出平行四边形或者矢量三角形进行动态分析，确定最大值或最小值。㈠单体物体平衡态〖例1〗(1992年全国高考)如图，一木块放在水平桌面上，在水平方向共受到三个力即F1、F2和摩擦力作用，木块处于静止状态，其中F1=10N，F2=2N，若撤去力F1，则木块在水平方向受到的合力为：A.10N，方向向左B.6N，方向向右C.2N，方向向左D.零当木块受三个力作用而静止时，则F1=F2+f,f=8N。由此可知，最大静摩擦力大于8N。至少静摩擦力可以在0和8N之间

6、取值。当撤去F1后，因为F2=2N，它小于8N，所以此时，桌面可以给物体施加一个水平向右、大小为2N的静摩擦力，让物体静止。因此。木块所受的合力仍为零。答案选D例2.（1996年高考上海卷）如图所示，长为5m的细绳的两端分别系于静止在地面上相距为4m的两杆的顶端A、B．绳上挂一个光滑的轻质挂钩，其下连着一个重为12N的物体，平衡时，绳中的张力T＝＿＿＿＿．答案：10N㈡双体平衡例３.(1990年全国高考)如图所示。用轻质细线把两个质量未知的小球悬挂起来，今对于球a持续施加一个向左偏下300的恒力，并对小球b持续施加一个向右偏上300的同样大的

7、恒力，最后达到平衡，则表示平衡状态的图可能是：〖解法1〗以a、b两球及连接a、b球间的绳为一系统，因为施加在a、b两球上的两个恒力F等值反向，所以这两个力的合力为零，而整个系统处于静止状态，由于它们所受的重力是竖直向下的，所以连接悬挂点及球的那段绳也必然是垂直向下的，所以四个图中只有A图正确。〖解法2〗我们也可以用隔离法对a、b小球进行受力分析，也会得到同样的结论，以C图为例，只列出两个小球的水平方程就可以，见图。对a：F1cos30°=T1sinβ+T2sinα对b：F2cos30°=T2sinα因为F1=F2所以T1sinβ=0在力的平衡

8、问题中，用整体法可以省略系统内部的相互作用，简化解题过程。一般在分析外力对系统的作用时，用整体法；在分析系统内各物体(或各部分间)相互作用时，用隔离法；有时解答一个