共点力平衡条件的应用课件（教科版必修1）.ppt

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1、一、解答共点力平衡问题常用的方法处理共点力的平衡问题时，正确的受力分析是关键.当物体受三个力（不平行）而平衡时,这三个力一定是共点力,常用以下两种方法处理问题:1.三角形法（1）根据平衡条件,任两个力的合力与第三个力等大反向,把三个力放于同一个三角形中,三条边对应三个力,再利用几何知识求解.（2）三个力可以构成首尾相连的矢量三角形,这种方法一般用来讨论动态平衡问题较为方便.2.正交分解法利用三角形法解题时构造的三角形一般为直角三角形才能解出结果.若三个力不能构成直角三角形,或物体受力较多,一般采用正交分解法求解,物体处于平衡状态时,平衡条件为物体受

2、多个力平衡时，我们可以通过求出其中几个力的合力，将多个力的平衡问题转化为二力平衡或三力平衡问题.【典例1】如图所示，质量为m的物体，在水平力F的作用下，沿倾角为α的粗糙斜面向上做匀速运动，求水平推力的大小.【解题指导】解答本题按如下思路分析：【标准解答】物体做匀速运动处于平衡状态，受力分析如图所示，由平衡条件得：沿斜面方向：Fcosα－mgsinα－f=0垂直斜面方向：N―mgcosα―Fsinα=0又有：f=μN解以上各式得：F=(sinα+μcosα)mg/(cosα－μsinα)【规律方法】求解共点力作用下物体平衡的一般步骤（1）灵活选取研究

3、对象；（2）将研究对象隔离出来，分析物体的受力情况并画受力示意图；（3）根据物体的受力特点选取适当的方法,一般采用正交分解法；（4）列方程求解，并检查答案是否完整，合理.【互动探究】若力F沿斜面向上，且物体沿斜面匀速下滑，求力F的大小.【解析】物体受竖直向下的重力mg、垂直斜面的支持力N、沿斜面向上的力F和摩擦力f做匀速直线运动，受力分析如图所示：由平衡条件得：沿斜面方向：F+f-mgsinα=0垂直斜面方向：N-mgcosα=0又有：f=μN解以上各式得：F=mg(sinα-μcosα)答案：mg(sinα-μcosα)【变式备选】如图所示，一个

4、质量为m的物体，在平行于斜面的拉力F作用下，沿着倾角为α的斜面匀速向上运动，已知物体与斜面间的动摩擦因数为μ.求拉力F的大小.【解析】物体处于平衡状态，受力分析如图所示，由共点力的平衡条件可知：平行于斜面方向：F-mgsinα-f=0，垂直于斜面方向：N-mgcosα=0，其中f=μN，由以上三式解得F=mgsinα+μmgcosα.答案：mgsinα+μmgcosα二、整体法和隔离法分析共点力平衡问题1.整体法：把两个或两个以上物体组成的系统作为一个整体来研究的分析方法;当只涉及研究系统的外力而不涉及系统内部物体间的相互作用力时，一般可采用整体法

5、.2.隔离法：将所确定的研究对象从周围物体(连接体)系统中隔离出来进行分析的方法，其目的是便于进一步对该物体进行受力分析，得出与之关联的力.为了研究系统(连接体)内某个物体的受力情况，通常可采用隔离法.一般情况下，整体法和隔离法是结合在一起使用的.若选单个物体作研究对象主要解决相互作用力问题.单个物体的选取应选与外界接触的个数最少的物体.【典例2】（2010·山东高考）如图所示，质量分别为m1、m2的两个物体通过轻弹簧连接，在力F的作用下一起沿水平方向做匀速直线运动（m1在地面，m2在空中），力F与水平方向成θ角.则m1所受支持力N和摩擦力f正确的

6、是()A.N=m1g+m2g-FsinθB.N=m1g+m2g-FcosθC.f=FcosθD.f=Fsinθ【解题指导】解答本题时可按以下思路分析：【标准解答】选A、C.把质量为m1、m2的两个物体看成一个整体进行研究，进行受力分析，水平方向上：f=Fcosθ，C正确；竖直方向上：N+Fsinθ=m1g+m2g，所以N=m1g+m2g-Fsinθ，所以A正确，B、D均错.【变式训练】如图所示，人重600N，木板重400N，人与木板、木板与地面间的动摩擦因数皆为0.2.现在人用水平力拉绳，使他与木板一起向右匀速运动，则()A.人拉绳的力是200NB

7、.人拉绳的力是100NC.人的脚给木板摩擦力向右D.人的脚给木板摩擦力向左【解析】选B、C.把人与木板看成一个整体，绳拉人与绳拉木板的力都为T，根据平衡条件有：2T＝μN=μ(G1+G2),所以T=100N，即人拉绳的力也是100N，故A错误，B正确；以人为研究对象，人也处于平衡状态，其中绳对人的拉力向右，因而木板对人的静摩擦力向左，根据力是物体间的相互作用，则人对木板的静摩擦力方向向右，故C正确，D错误.所谓动态平衡问题，就是通过控制某一物理量，使物体的状态发生缓慢变化.由于缓慢变化，可认为物体始终处于平衡状态.分析动态平衡问题通常有两种方法.1

8、.解析法：对研究对象的任一状态进行受力分析，建立平衡方程，求出因变参量与自变参量的一般函数式，然后根据自变参量的变化确定因