第4节受力共点力的平衡汇编.ppt

课前基础·简要回顾 课堂释疑·一站突破 课后演练·对点设计 第4节 受力分析 共点力的平衡 质量铸就品牌 品质赢得未来 物理 结束 课前基础·简要回顾 课堂释疑·一站突破 课后演练·对点设计 第4节 受力分析 共点力的平衡 质量铸就品牌 品质赢得未来 物理 结束 对受三力作用而平衡的物体，将力的矢量图平移使三力组成一个首尾依次相接的矢量三角形，根据正弦定理、余弦定理或相似三角形等数学知识求解未知力 力的三 角形法 物体受到三个或三个以上力的作用时，将物体所受的力分解为相互垂直的两组，每组力都满足平衡条件 正交分 解法 物体受三个共点力的作用而平衡，将某一个力按力的效果分解，则其分力和其他两个力满足平衡条件 分解法 物体受三个共点力的作用而平衡，则任意两个力的合力一定与第三个力大小相等，方向相反 合成法 思考：什么是动态平衡？ 通过控制某些物理量，使物体的状态发生缓慢地变化，物体在这一变化过程中始终处于一系列的平衡状态中，这种平衡称为动态平衡 解决此类问题的基本思路是化“动”为“静”，“静”中求“动” 方法一 解析法 基本思路 先对研究对象进行受力分析， 画出受力示意图 再根据物体的平衡条件列式求解 得到因变量与自变量的一般函数表达式 最后根据自变量的变化确定因变量的变化 [典例1] 如图2-4-6所示，A、B为同一水平线上的两个绕绳装置，转动A、B改变绳的长度，使光滑挂钩下的重物C缓慢竖直下降。关于此过程中绳上拉力大小的变化，下列说法中正确的是( ) A．不变 B．逐渐减小 C．逐渐增大 D．可能不变，也可能增大 思考1：AC绳、BC绳拉力大小有什么关系？ 思考2：重物C缓慢下降过程中，两绳与竖直方向间夹角怎样变化？ 相等 逐渐减小 [解析] 当光滑挂钩下的重物C缓慢下降时，设绳AC和BC与竖直方向的夹角为α， 绳的拉力为F，绳AC和BC在水平方向上的分力均为Fx＝Fsin α，大小相等，方向相反，是一对平衡力。绳AC和BC在竖直方向的分力都为Fy＝Fcos α，两绳的合力与重力是一对平衡力，所以2Fy＝2Fcos α＝mg，即F＝mg/2cos α，重物C缓慢下降时，α角逐渐减小，所以两绳的拉力F都不断减小，选项B正确。 [答案] B 方法二 图解法 什么是图解法？ 对研究对象在动态变化过程中的若干状态进行受力分析，在同一图中作出物体在若干状态下所受的力的平行四边形，由各边的长度变化及角度变化来确定力的大小及方向的变化，此即为图解法 应用图解法的优点是什么？ 图解法的优点是能将各力的大小、方向等变化趋势形象、直观地反映出来，大大降低了解题难度和计算强度 思考：图解法可适用于物体受怎样的力时的动态分析？ 三力平衡 一个力是恒力、另有一个力是方向不变、第三个力大小和方向都发生变化 [典例2] 用一轻绳将小球P系于光滑墙壁上的O点，在墙壁和球P之间夹有一矩形物块Q，如图2-4-7所示。P、Q均处于静止状态，则下列说法正确的是( ) A．Q受到3个力 B．P物体受4个力 C．若绳子变短，Q受到的静摩擦力 将增大 D．若绳子变短，绳子的拉力将变小 思考1：物体Q受哪些力的作用？画出Q的受力分析图。 思考2：物体P受哪些力的作用？画出P的受力分析图，并用图解法画出力的变化 恒力 方向不变 大小和方向均变化 [典例2] 用一轻绳将小球P系于光滑墙壁上的O点，在墙壁和球P之间夹有一矩形物块Q，如图2-4-7所示。P、Q均处于静止状态，则下列说法正确的是( ) A．Q受到3个力 B．P物体受4个力 C．若绳子变短，Q受到的静摩擦力 将增大 D．若绳子变短，绳子的拉力将变小 B 方法三 相似三角形法 在三力平衡问题中，如果有一个力是恒力，另外两个力方向都变化，且题目给出了空间几何关系，多数情况下力的矢量三角形与空间几何三角形相似，可利用相似三角形对应边成比例进行计算。 在哪些情况下可应用相似三角形法判断力的变化 [典例3] 如图2-4-8所示是一个简易起吊设施的示意图，AC是质量不计的撑杆，A端与竖直墙用铰链连接，一滑轮固定在A点正上方，C端吊一重物。现施加一拉力F缓慢将重物P向上拉，在AC杆达到竖直前( ) A．BC绳中的拉力FT越来越大 B．BC绳中的拉力FT越来越小 C．AC杆中的支撑力FN越来越大 D．AC杆中的支撑力FN越来越小 恒力 方向变化 方向变化 对结点C进行受力分析 力的三角形 几何三角形 相似