高一物理共点力平衡条件的应用2

共点力平衡条件的应用——三个共点力体用下的动态平衡的特点及解法一、复习1．共点力：F1F3F2几个力如果作用在物体的同一点，或者它们的作用线相交于一点，这几个力叫做共点力．2．平衡状态：一个物体在共点力的作用下，如果保持静止或者做匀速直线运动，我们就说这个物体处于平衡状态．竖直上抛的物体运动到最高点时，这一瞬时的速度为零（静止），但这一状态不可能保持，因而这一不能保持的静止状态不属于平衡状态．物理学中有时出现”缓慢移动”也说明物体处于平衡状态（2）“保持”某状态与“瞬时”某状态有区别：（1）共点力作用下物体平衡状态的运动学特征：加速度为零．3.共点力作用下物体的平衡条件是合外力为即：二、三个共点力体用下的动态平衡的特点及解法F合=0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θ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/cosθ，FB=Gtanθ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/cosθ，FB=GtanθA′分析与解:在A点下移的过程中，细绳OA与竖直方向成θ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θ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?Ｂ′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θ角时，两细绳OA、OB的拉力FA、FB分别是多大?FA=G/cosθ，FB=Gtanθ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。例题2：如右图所示，圆环形支架上悬着两细绳OA和OB,结于圆心O,下悬重为G的物体.使OA绳固定不动,将OB绳的B端沿半圆支架从水平位置缓慢移至竖直的位置C的过程中,分析OA绳和OB绳所受的力的大小如何变化?FA不断减小，FB先减小后增大ABGCABGCFA1FA2FA3FB2FB1FB3例题3：如右图所示，长为5m的细绳，两端分别系于竖立地面相距为4m的两杆A、B点。绳上挂一个光滑的轻质滑轮，其下端连着一重为6N的物体。求:平衡时，绳中的拉力多大?分析与解：绳子的拉力是指绳子的内部的弹力，绳子通过滑轮拉物体，滑轮两边绳子的拉力大小相等，即FA=FB根据平衡的特点，由力的几何结构可知：532/BFGFA=FB=5G/6=5NBDC思考题：如图示半径为ｒ，表面光滑的半球体被固定在水平地面上，跨过无摩擦的定滑轮，用一根轻绳下挂一个质量为ｍ的小球，将小球置于半球体光滑的表面上，并使定滑轮位于半球体的正上方，现用力Ｆ斜左向下拉绳的自由端，使小球沿光滑半球面缓慢向上滑动。在此过程中，半球体对小球的支持力ＦN和绳子的拉力Ｆ的变此情况。则小球沿光滑半球面缓慢向上滑动过程中，半球体对小球的支持力FN不变，绳子的拉力F不断减小。lFrFrhGN分析与解：根据平衡的特点，由力的几何结构可知:(L为滑轮到小球的长度)GrhrFNGrhlF即三、作业(1)如图,一小船由岸上的定滑轮拉着前进.设水的阻力恒定.求在船在靠岸过程哪些力发生了变化.(2)如图,两根杆子构成的一个架子下面挂着一个重为G=6N的重物,已知AB杆长5CM,BC杆长7CM,AC距离3CM.假设杆子只在沿杆的方向有力的作用.求AB杆,BC杆的受力大小?BACG(3)导学同步完成