高中物理 5.4 平衡条件的应用课件1 鲁科版必修1.ppt
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,平衡条件的应用,复习: (1)如果一个物体能够保持 _ 或 ,我们就说物体处于平衡状态。 (2)当物体处于平衡状态时: a:物体所受各个力的合力等于 ,这就是物体在共点力作用下的平衡条件。 b:它所受的某一个力与它所受的其余外力的合力关系是 。,本节课我们来运用共点力的平衡条件求解一些 实际问题,一、物体的物体静态平衡,1.概念:物体在力的作用下处于静止的平衡状态, 称为静态平衡,2、受力特点:处于静态平衡的物体所受共点力的 合力为零,二、物体的动态平衡,1.概念:物体在力的作用下处于匀速直线运动的平衡状态,我们称之称为静态平衡,2、受力特点:处于静态平衡的物体所受共点力的 合力为零,例1、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,求细线对球的拉力F1和墙对球的压力F2.,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,例2、在水平地面上有一质量为10kg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),例题3:如右图所示,重力为G的电灯通过两根细绳OB与OA悬挂于两墙之间,细绳OB的一端固定于左墙B点,且OB沿水平方向,细绳OA挂于右墙的A点。,1当细绳OA与竖直方向成角时,两细绳OA、OB的拉力FA、FB分别是多大?,分析与解: 根据题意,选择电灯受力分析,它分别受到重力G,两细绳OA、OB的拉力FA、FB ,可画出其受力图,由于电灯处于平衡状态,则两细绳OA、OB的拉力FA、FB 的合力F与重力大小相等,方向相反,构成一对平衡力。,FA = G/CoS,FB = G/Cot,根据力的三角关系可得:,2保持O点和细绳OB的位置,在A点下移的过程中,细绳OA及细绳OB的拉力如何变化?,FA = G/CoS,FB = G/Cot,分析与解: 在A点下移的过程中,细绳OA与竖直方向成角不断增大。,FA 、FB 不断增大,例题1:如右图所示,重力为G的电灯通过两根细绳OB与OA悬挂于两墙之间,细绳OB的一端固定于左墙B点,且OB沿水平方向,细绳OA挂于右墙的A点。,1当细绳OA与竖直方向成角时,两细绳OA、OB的拉力FA、FB分别是多大?,2保持O点和细绳OB的位置,在A点下移的过程中,细绳OA及细绳OB的拉力如何变化?,3保持O点和绳OA的位置,在B点上移的过程中,细绳OA及细绳OB的拉力如何变化?,FA 、FB 不断增大,分析与解: 在B点上移的过程中,应用力的图解法,可发现两细绳OA、OB的拉力变化规律。,FA不断减小,FB 先减小后增大,例题1:如右图所示,重力为G的电灯通过两根细绳OB与OA悬挂于两墙之间,细绳OB的一端固定于左墙B点,且OB沿水平方向,细绳OA挂于右墙的A点。,1当细绳OA与竖直方向成角时,两细绳OA、OB的拉力FA、FB分别是多大?,FA = G/CoS,FB = G/Cot,小结: 解这种题型首先对动态平衡的物体受力分析,确定三个力的特点;找出不变力,则另两个变力的合力就与该不变力构成一对平衡力,用力的合成分解法、图解法或力的矢量三角形与结构三角形相似法解决。,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); 2)对研究对象进行受力分析,并画受力图; 3)分析判断研究对象是否处于平衡状态; 4)根据物体的受力和己知条件,运用共点力平衡条 件,选用适当方法计算求解。,练习1,.如图所示,细绳与所能承受的最大拉力相同,长度,则在不断加重重物的过程中 (绳不会断) . 绳先被拉断 . 绳先被拉断 . 绳和绳同时被拉断 . 因无具体数据,故无法 判断哪条绳先被拉断。,动态平衡,什么是动态平衡?,物体处于一系列的平衡状态中,此过程中外力在发生变化,但合力始终为零。 变化的外力一般是被动力(微变弹力、静摩擦力)。 解决动态平衡问题的关键是:在变中找到不变。,解决动态平衡的步骤,正确分析物体动态平衡问题,可分三步进行: 1、对物体的初状态进行受力分析。 2、在变化过程中,找出不变的物理量。 3、应用平行四边形法则(三角形法则)进行判断。,解决动态平衡的方法,物理方法:三力平衡问题用合成法,多力平衡用分解法。 数学方法:三力平衡用图解法,多力平衡用公式法。,例1、如图1所示,一个重为G的球放在光滑斜面上,斜面倾角为,在斜面上有一光滑的不计厚度的木板挡住,使之处于静止状态,今使板与斜面夹角缓慢增大,问:在此过程中,球对挡板、斜面的压力如何变化?(对挡板压力先减小后增大,对斜面始终减小),类型一、合力的大小、方向不变,一个分力的方向不变。,例2、光滑的半球固定在水平地面上,球心正上方有一滑轮,轻绳的一端系一小球靠在半球上,另一端绕过定滑轮后用力拉住,使小球静止,如图3所示,现缓慢地拉绳,在使小球沿球面上移过程中,半球对小球的支持力N和绳对小球的拉力T的大小变化情况如何?(T变小,N变大),类型二、合力大小方向不变,力三角形与几何三角形相似。,例3、如图5所示,人站在岸上通过定滑轮用绳牵引小船,若水的阻力恒定不变,则在船匀速靠岸的过程中,绳的拉力和船受到的浮力如何变化?(拉力变大,浮力变小),类型三、多力平衡,正交分解用图解法进行分析。,例4、如图所示中OA为弹性轻绳,其一端固定于天花板上的O点,另一端与水平地面上的滑块A相连B为紧挨绳的一光滑水平小钉,它到天花板的距离BO等于弹性绳的自然长度现用一水平力F作用于A,使之向右缓慢地做直线运动,试分析在运动过程中地面对物体的支持力N、摩擦力f、拉力F如何变化。(N不变,f不变,F变大),类型四、多力平衡,正交分解用公式法进行分析。,例5、如图所示,一个重为G的球放在光滑斜面上,斜面倾角为,在斜面上有一光滑的不计厚度的木板挡住,使之处于静止状态,今使板与斜面夹角缓慢增大,问:在此过程中,球对挡板、斜面的压力如何变化?,点评:合力的大小、方向不变,一个分力的方向不变,则另一分力有最小值(条件:两分力垂直),例6、光滑的半球固定在水平地面上,球心正上方有一滑轮,轻绳的一端系一小球靠在半球上,另一端绕过定滑轮后用力拉住,使小球静止,如图3所示,现缓慢地拉绳,在使小球沿球面上移过程中,半球对小球的支持力N和绳对小球的拉力T的大小变化情况如何?,FN,F拉,点评:合力大小方向不变,力的矢量三角形与几何三角形相似。,- 配套讲稿:
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