[理化生]36 共点力作用下物体的平衡.ppt

1-75 1.D 2.A 3.D 4.B 5.BC 6.AC 7.AB 8.CD 9.AD 10. F1=F2=100N 13. A 14.B 15. 所挂重物最多不能超过50N 11. FBC=50N 3.6 共点力作用下物体的平衡 第三章 相互作用 作用在物体的同一点，或作用线相交于一点的几个力称为共点力。 一、共点力 限 速40km/s G F2 F1 F1 F2 F3 F f N G 为了明确表示物体所受的共点力，在作力的示意图时，可以把这些力的作用点画到物体的重心位置。 平衡状态 —物体处于静止或者匀速直线运动的状态叫做平衡状态。 二、平衡状态和平衡条件 平衡条件： ——在共点力作用下物体的平衡条件是物体所受外力的合力等于零。 N G 静止在桌面上的木块 F f N G 匀速行驶的汽车 G N f 静止在斜面上的木块 平衡条件的推论: (1)二力平衡时: 这两个力必定大小相等、方向相反、作用在同一直线上。 (2)三力平衡时: 任何两个力的合力必与第三个力大小相等、方向相反、作用在同一直线上。或三个力首尾相连构成闭合三角形。 (3)多个力平衡时: 去掉其中一个力后，其余力的合力与该力大小相等、方向相反、作用在同一直线上。 平衡条件的正交分解法表示： Fx= 0 Fy= 0 F合= 0 三、解题途径 当物体在两个共点力作用下平衡时,这两个力一定等值反向； 当物体在三个共点力作用下平衡时，往往采用合成法、分解法或矢量三角形；也可采用正交分解法. 当物体在四个及四个以上共点力作用下平衡时，往往采用正交分解法. 分解法或合成法解平衡问题的一般思维程序为 ①正确选取研究对象 ②分析物体的受力，画出受力图 ③根据作用效果，准确进行力的分解或选择恰当的两个力合成 ④根据平衡条件，列方程求解,必要时验证结论。 正交分解法解平衡问题的一般思维程序为 ①正确选择研究对象 ②对研究对象进行受力分析，画好受力图 ③建立直角坐标系（原则是尽量减少力的分解） ④根据平衡条件布列方程 ⑤解方程(组)，必要时验证结论。 θ 【例1】质量为m的球置于倾角为θ的光滑斜面上,被与斜面垂直的光滑挡板挡着,如图所示。当挡板从图示位置缓缓作逆时针转动至水平位置的过程中,挡板对球的弹力N1和斜面对球的弹力N2的变化情况是（ ） (A)N1增大 (B)N1先减小后增大 (C)N2增大 (D)N2减小 G N2 N1 G2 G1 N1=G1 N2=G2 G N1 N2 分解法 矢量三角形法 G G1 G2 G2 G1 G2 G1 BD q G F N 解：画物体受力图，如图所示。 【例1】如图所示，一个重为G 的物体静止在倾角为q 的斜面上,求物体受到的静摩擦力和斜面对物体的支持力. 根据重力G 产生的作用效果，可将重力分解成平行斜面的分力F1 和垂直斜面的分力 F 2。 2 F F f 1 F 由于物体在平行斜面方向和垂直斜面方向都处于平衡状态，所以 讨论：可以看出，静摩擦力的大小、支持力的大小都和斜面的倾角 ? 有关。斜面的倾角增大时，静摩擦力增大，支持力减小，对斜面的压力减小。 θ 【例2】质量为m的球置于倾角为θ的光滑斜面上,被与斜面垂直的光滑挡板挡着,如图所示。当挡板从图示位置缓缓作逆时针转动至水平位置的过程中,挡板对球的弹力N1和斜面对球的弹力N2的变化情况是（ ） (A)N1增大 (B)N1先减小后增大 (C)N2增大 (D)N2减小 G N2 N1 G2 G1 N1=G1 N2=G2 G N1 N2 分解法 矢量三角形法 G G1 G2 G2 G1 G2 G1 BD 【例3】如图，挡板AB和竖直墙之间夹有一球，球的质量为m。试讨论当θ角变大时，墙对球的弹力N1和挡板对给球的弹力N2如何变化？ 解:受力情况如图。由平衡条件有: 即 N1=N2cosθ, N2sinθ=mg 解得 N1=mg/tanθ N2=mg/sinθ 当θ增大时，tanθ、sinθ都增大， 故N1、N2都减小。 y x Nx Ny N1=Nx, Ny=mg 【例4】如图所示，质量为m的物体在恒力F的作用下沿竖直墙壁作匀速运动，物体跟墙之间的动摩擦因数为μ．那么力F的大小可能是多大? 解：若物体向上匀速运动,物体受力如图(1) mg F1 N1 f1 由平衡条件,有 式中 解得 若物体向下