物体受三个共点力作用而平衡.ppt

* * 共点力作用下物体的平衡 一、共点力的平衡 1、共点力　　力的作用点在物体上的同一点或力的延长线交于一点的几个力叫做共点力。能简化成质点的物体受到的力可以视为共点力。 2、平衡状态物体处于静止或匀速直线运动状态称为 物体处于平衡状态。平衡状态的实质是加速度为零的状态。 3、共点力作用下物体的平衡条件：　物体所受合外力为零，即ΣF＝0。 若采用正交分解法求解平衡问题， 则平衡条件应为 。 二、共点力平衡条件的推论 1、二力平衡：　如果物体在两个共点力的作用下处于平衡状态，这两个力必定大小相等，方向相反，为一对平衡力。　　 若物体所受的力在同一直线上，则在一个方向上各力的大小之和，与另一个方向各力大小之和相等。 2、三力平衡： 　　三个不平行力的平衡问题，是静力学中最基本的问题之一，因为三个以上的平面汇交力，都可以通过等效方法，转化为三力平衡问题。为此，必须首先掌握三力平衡的下述基本特征：　　(1)物体受三个共点力作用而平衡，任意两个力的合力跟第三个力等大反向（等值法）。　　(2)物体受三个共点力作用而平衡，将某一个力分解到另外两个力的反方向上，得到的两个分力必定跟另外两个力等大反向(分解法)。　　(3)物体受三个共点力作用而平衡，若三个力不平行，则三个力必共点，此即三力汇交原理（汇交共面性）。　　(4)物体受三个共点力作用而平衡，三个力的矢量图必组成一个封闭的矢量三角形。 3、多力平衡：　　如果物体受多个力作用处于平衡状态，其中任何一个力与其余力的合力大小相等，方向相反。　　点拨：在进行一些平衡类问题的定性分析时，采用共点力平衡的相关推论，可以使问题简化。 一、求解平衡问题的基本思路 平衡类问题不仅仅涉及力学内容，在电磁学中常涉及带电粒子在电场、磁场或复合场中的平衡，通电导体棒在磁场中平衡，但分析平衡问题的基本思路是一样的： (1)明确平衡状态(加速度为零)；(2)选对象：根据题目要求，巧选某平衡体(整体法和隔离法) 作为研究对象；(3)受力分析：对研究对象作受力分析，规范画出受力示意图；(4)选取合适的解题方法：灵活运用力的合成法、正交分解法、矢量三角形法及数学解析法；(5)列方程求解：根据平衡条件，列出合力为零的相应方程，然后求解，对结果进行必要的讨论。 【例1】一质量为M的探空气球在匀速下降，若气球所受浮力F始终保持不变，气球在运动过程中所受阻力仅与速率有关，重力加速度为g．现欲使该气球以同样速率匀速上升，则需从气球吊篮中减少的质量为(　　)A、2(M－F/g)　　　　 B、M－2F/gC、2M－F/g　　　　　 D、0 A 【方法提炼】当物体在同一直线上受几个共点力作用平衡时，则这几个力要先分清方向，遵照同向相加，异向相减的原则列式解答. 【例2】如图所示，质量为m1=5kg的物体，置于一粗糙的斜面上，用一平行于斜面的大小为30N的力F推物体，物体沿斜面向上匀速运动；斜面体质量m2=10kg，且始终静止，取g=10m/s2，求：(1)斜面对滑块的摩擦力；(2)地面对斜面体的 摩擦力和支持力。 【答案】(1)5N；(2)15N，135N。 【方法提炼】整体法与隔离法：要解决物体平衡问题，首先要能正确地选取研究对象，常用两种方法：一是隔离法，二是整体法。我们可以把具有相同运动状态且又具有相互作用的几个物体视为一个整体，当研究整体受外界作用力时可以选取整体为研究对象，而涉及内部物体之间的相互作用分析时则需采取隔离法。隔离法与整体法不是相互对立的，一般问题的求解中，随着研究对象的转变，往往两种方法交叉运用。 二、共点力平衡问题的几种解法 1、力的合成、分解法： 对于三力平衡，一般根据“任意两个力的合力与第三个力等大反向”的关系，借助三角函数、相似三角形等手段求解；或将某一个力分解到另外两个力的反方向上，得到的这两个分力必与另外两个力等大、反向；对于多个力的平衡，利用先分解再合成的正交分解法。 【例3】如图所示，重物的质量为m，轻细线AO和BO的A、B端是固定的，平衡时AO是水平的，BO与水平面的夹角为θ，AO的拉力F1和BO的拉力F2的大小是(　　)A、F1＝mgcosθ???? B、F1＝mgcotθ C、F2＝mgsinθ???? D、F2＝mg/sinθ  【答案】BD 2、正交分解法： 物体受到三个或三个以上力的作用时，常用正交分解法列平衡方程求解 ，建立坐标系时以尽可能多的力落在坐标轴上为原则。