高中物理3.7专题：共点力平衡问题、动态浅析.ppt

共点力平衡问题 如果你感到累，说明你在上坡！ 第三章 相互作用 动态分析 一、基本概念 1．共点力：作用在同一点的力、或力的作用线延长交于一点的力称为共点力。 平衡条件的推论：物体在多个共点力作用下处于平衡状态，则其中的一个力与其余力的合力等大反向。 3．共点力平衡条件：物体受到的合外力为零。 2．平衡状态：一个物体在共点力作用下，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。 二、共点力平衡条件的分类及解题方法 1．二力平衡： 2．三力平衡： 用平衡规律解题：平衡力同体、等大、反向、共线 合成法、分解法 例 例2、3 例1 三力平衡的动态分析 处理方法：计算法，作图法 总结 此时没有外力改变物体的运动状态，物体的速度不变，即保持静止或匀速直线运动状态。 平衡状态的外在表现：静止或做匀速直线运动 合成除重力外的另外两个力（此思路与共点力平衡动态分析思路统一） 通过控制某些物理量，使物体的状态发生缓慢的变化，而在这个过程中物体又始终处于一系列的平衡状态，在问题的描述中常用“缓慢”等语言叙述。 例1、下列物体中处于平衡状态的是（ ） A、静止在粗糙斜面上的物体 B、沿光滑斜面下滑的物体 C、在平直路面上匀速行驶的汽车 D、做自由落体运动的物体在刚开始下落的瞬间 E、蹦床运动员上升到最高点时 F、宇航员费俊龙、聂海胜乘坐“神舟”六号进入轨道做圆周运动时 AC 注意： “保持”某状态与“瞬时”某状态有区别： 竖直上抛的物体运动到最高点时，这一瞬时的速度为零，但这一状态不可能保持，因而这一不能保持的状态不属于平衡状态，也不能称此时物体“静止”。 物理学中有时出现“缓慢移动”也说明物体处于平衡状态。 V G F FN G G FN Ff静 F G FN V Ff F 二力平衡 四力平衡 静态平衡 动态平衡 共点力作用下物体的平衡条件 三力平衡 多力平衡 静态平衡 动态平衡 G θ FN1 FN2 F G FN Ff F G FN Ff FN Ff G V F G F f F N F 1 F 2 V F1 F2 F1 F2 F 共点力作用下物体的平衡条件 例2、某物体在三个共点力的作用下处于静止状态，其中一个水平向北的力大小为10N，若这个力大小不变，而方向转向南，其他两个力不变，则这时物体所受到的合力大小、方向分别为什么？ 合力大小20N、方向向南 600 600 600 4N 2N 6N 3N 1N 5N 例3、六个力的合力为 N,若去掉1N的分力,则其余五个力的合力为 N,方向是 0 1 与1N的分力方向相反 例4：如图，一个重为G的圆球，被一段细绳挂在竖直光滑墙上，绳与竖直墙的夹角为α，则绳子的拉力和墙壁对球的弹力各是多少？ α F G F合 α 解法一：合成法 F N = G tanα 作出F的平衡力F’, F’就是G和FN的合力。 F =F合= G COS α FN F FN G F2 α α F1 按效果分解法 解法二 F =F2= F N = F1=G tanα 解：作出重力G的二个分力F1和F2。 G COS α 例题5：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： 注意箭头的长度与绳子长度无关。 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 = Gtanθ A′ 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5：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