力系的平衡问题.ppt

3. 物体受力分析的方法 (1)受力分析的前提是确定研究对象 确定研究对象的原则：①受力情况简单且与已知量、未知量关系密切．②先整体后部分． (2)隔离法和整体法 隔离法：保持物体的受力情景不变，而将物体隔离研究的方法． 整体法：将具有相同的运动状态的物体构成的物体系作为整体研究的方法． 警示 区分内力和外力：对几个物体的整体进行受力分析时， 这几个物体间的作用力为内力，不能在受力图中出现；当把某一物体单独隔离分析时．原来内力变成了外力．要画在受力分析图上． (3)假设法：是受力分析仃效的辅助方法．当不容易确定某力的有无或方向时，可先假设该力有或无(或方向)，看引起的结果是否符合给定的运动状态或形变效果． 例证 如图 (甲)所示，在两块相同的竖直木板之间，有质量均为m的4块相同的砖，用两个大小均为F的水平力压木板，使砖静止不动，则第2块砖对第3块砖的摩擦力大小为 ( ) A．0 B． mg C．mg／2 D．mg／4 【导示】将四块砖视为一个整体，由于均处于静止状态受力平衡如图(乙)，得 F 1=F4=2 mg，方向竖直向上．再将3、4视为研究对象，受力如图(丙)．得F23=0．故答案为A． 想一想：求第2块与第3块之间的摩擦力，是选3、4构成的整体为研究对象简单，还是选第3块或第2块更简单呢? 考考你2．如图所示，轻绳的两端分别系在圆环A和小球B上，圆环A套在粗糙的水平直杆MN上．现用水平力F拉着绳子上的一点O，使小球B从图中实线位置缓慢上升到虚线位置，但圆环A始终保持在原位置不动．则在这一过程中，环对杆的摩擦力Ff和环对杆的压力FN的变化情况是 ( ) A．Ff不变，FN不变 B．Ff增大，FN不变 C．Ff增大，FN减小 D． Ff不变，FN诫小 二、共点力的平衡 1. 共点力：作用在物体的同一点或作用线相交于一点的力． 2. 平衡状态：匀速直线运动状态或静止状态． 3. 共点力作用下物体的平衡条件：物体所受的合力为零，即F合=0． 想一想：下列情况下，物体处于平衡状态的有 ( ) A．竖直上抛的物体到达最高点时 B．做匀速圆周运动的物体 C．单摆摆球通过平衡位置时 D．单摆摆球摆到最高点时 E．水平弹簧振子通过平衡位置时 疑难透析 用平衡条件解题的常用方法 1．力的合成法 物体受三个力作用而平衡时，其中任意两个力的合力必跟第三个力等大反向．可利用力的平行四边形定则，根据正弦定理、余弦定理或相似三角形等数学知识求解． 2．正交分解法 将各力分解到x轴上和y轴上，运用两坐标轴上的合力等于零的条件 (多用于三个以上共点力 作用下的物体的平衡)值得注意的是，对x、y方向选择时，尽可能使落在x、y轴上的力多，被分解的力尽可能是已知力，不宜分解待求力． 点拔 有时物体受四个力作用，也可将同一直线上的两个力等效为一个力．从而转化为三力平衡问题．利用平行四边形定则．根据三角形的边角关系或相似三角形求解． 例证 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m1和m2的小球，当它们处于平衡状态时，质量为m1的小球与O点的连线与水平线的夹角α=60o．则两小球的质量之比m2/m1为 ( ) 【导示】小球m2受重力m2g和细线的拉力FT作用处于平衡状态．由平衡条件得：FT=m2g．小球m1受细线拉力FT，碗对它的支持力FN和重力m1 g处于平衡状态，由几何关系知．FT=FN=m2g 方法一合成法 小球m1受FT、FN、m1g三力作用．受力分 析如图所示．小球，m1处于平衡状态， 故FN与FT的合力F=m1g. 由 即 ， 选项A正确． 方法二 同学们也可 以利用正交分解法 点拨 (1)注意领会合成法与正交分解法的区别，当物体受力较多时，用正交分解法比较方便，而力的合成法常用于处理三力平衡问题． (2)解题时一定要明确力的方向和所给定的物理环境之间的几何关系，如小球所受弹力的方向指向球心，则是解决该题的关键． 平衡物体的临界与极值 (1)临界状态：某种物理现象变化为另一种物理脱象或物体从某种特性变化为另一种特性叫，发生质的飞跃的转折状态．临界状态也可理解为“恰好出现”或“恰好不出现”。常通过一些特殊词语来表达，如“恰好”、“刚好”、“最大”、“至少”等． 有关物理现象的临界状态常用极限分析法确定．就是利用“极限放大”或“极限缩小”的思想，把物理问题突显出来， 从而抓住临界所蕴含的物理意义