[高中教育]共点力作用下物体的平衡

共点力作用下物体的平衡物理系：蔡际阳喻子勇何颖2Contents1共点力2共点力的平衡3共点力的平衡条件4共点力平衡条件的应用example31、共点力几个力作用于同一点，或几个力的作用线相交（延长或反向延长）于一点，这几个力就叫做共点力。F风F浮F拉G风几个力作用于同一点，或几个力的作用线相交（延长或反向延长）于一点，这几个力就叫做共点力。esc4想一想：这些是不是共点力？noyesF拉F拉next7想一想：这些是不是共点力？noyesnextFFF10想一想：这些是不是共点力？noyesnextF1F2F3132、共点力下的平衡状态Howcanyouchangepicture?OntheDrawingtoolbar,clickthearrownexttoFillColorClickFillEffects,andthenclickthePicturetab.Selectthepictureyouwant.一个物体在共点力作用下，如果保持静止或匀速直线运动，则该物体处于平衡状态。esc14加速度=0速度=0速度平衡状态分两种情况：加速度=00静态平衡动态平衡15找出视频中的平衡状态分析平衡状态下物体的受力思考：为了使物体保持平衡状态，作用在物体上的共点力必须满足什么样的条件呢？互动：观看视频163、共点力的平衡条件知识回顾：二力平衡：物体受两个力作用时，只要两个力大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，则这两个力合力为零，物体处于二力平衡状态。猜想：三力平衡的条件是合力为零。esc17实验探究实验目的：验证猜想——三力平衡条件是合力为零。实验原理：化两个力为一个力，再利用二力平衡条件验证猜想。实验器材：弹簧测力计，细绳，刻度尺，量角器。（钩码，铁架台）结论：？18物体受三个力平衡时，任意两个力的合力和第三个力大小相等，方向相反，作用在同一直线上。即这三个力的合力为零。实验结论：19想一想：如果受到4个力或5个力的作用，物体的平衡条件是否还是合力为零？20归纳总结：我们应用类似研究三力平衡问题的等效替代的方法，可得到多个共点力平衡的条件仍是合力为零。214、平衡条件的应用分解法合成法隔离法整体法图解法（2）合成法：物体受几个力的作用，将某几个力合成，将问题转化为二力平衡。（1）分解法：物体受几个力的作用，将某个力按效果分解，它在分力反方向上的力满足平衡条件。（动态分析）（4）整体法：当不需要讨论几个物体的相互作用，而只讨论它们与外界的相互作用时，把这几个物体整体作为研究对象。（5）图解法:同一平面内三个互不平行的力的作用平衡时，这三个力的矢量箭头首尾相连，构成一个矢量三角形。反之，同样成立。（3）隔离法:将研究对象和周围物体分隔开，用于研究系统内物体之间的受力。esc22例题分析例题1合成法和分解法例题2整体法和隔离法例题3图示法esc23如图所示，一个半球形的碗放在桌面上，碗口水平，O点为其球心，碗的内表面及碗口是光滑的，一根细线跨在碗口上，线的两端分别系有质量为和的小球，当它们处于平衡状态时，质量为的小球与O点的连线与水平面的夹角A=60，则两小球的质量之比为多少？例1:合成法和分解法m2m1A243321mm小球m1受Fr,Fn,m1g三力作用，受力分析如图A所示，小球m1处于平衡状态，故Fn与Fr的合力F=m1g。根据合力公式可得:将Fn=Fr=m2g，A=60º，代入上式解得gmAFrFrn122cosn2FFF解法一：合成法m1gFrFFn25如图所示，以Fn的方向为Y轴，以垂直Fn的方向为X轴建立坐标系。因Fn与Fr的夹角为60º，则m1g与Y轴的夹角为30º。在X方向由物体平衡条件有：060sinF-30sin1Tgm33,23211221mmgmgm所以即XYFnFrm1g解法二：正交分解法26例2：隔离法和整体法如图所示，有一个固定直角支架AOB，AO水平放置，表面粗糙，BO竖直向下，表面光滑，AO上套有小环P，OB上套有小环Q，两环的重力分别为GP，GQ，两环间由一根质量不计，不可伸长的细绳相连，并在某一位置平衡，试分析两环的受力情况。OPQ27QPNQNPGQGPf整体法分析28NQQPNQGPGQfTT隔离法分析29例3：图示法如图所示，重力为G的光滑小球静止在固定斜面和竖直挡板之间，若挡板逆时针缓慢转到水平位置，在该变化过程中，斜面对小球的弹力的大小F1和F2各如何变化？30观看动态分析：esc31物理系：蔡际阳喻子勇何颖