平衡条件的应用学案.doc

5.4平衡条件的应用 【学习目标】 1、 理解共点力作用下的物体平衡条件及其在解题小的应用，培养灵活分析和解决问题物 体平衡的的能力。 2、 掌握几种常见的平衡问题的解题方法。 【学习重点】 共点力平衡条件的应用。 【学习难点】 受力分析，正交分解法，共点力平衡条件的应用。 【自主学习】 共点力 物体同时受儿个力的作用，如果这儿个力都作用于物体的 或者它们的作用 线交于 ，这儿个力叫共点力。 平衡状态： 一个物体在共点力作用下，如果保持 或 运动，则该物体处于平 衡状态. 平衡条件： 物体所受合外力 ?其数学表达式为：/合= 或Fx合二 Fy合二 , 其中凡合为物体在X轴方向上所受的合外力，Fy合为物体在y轴方向上所受的合外力. 平衡条件的推论 物体在多个共点力作用下处于平衡状态，则其中的一个力与余下的力的合力等大 反向. 物体在同平面内的三个耳不平行的力的作用卜?处于平衡状态时，这三个力必为 共点力. 物体在三个共点力作用下处于平衡状态时，这三个力的有向线段必构成封闭三角 形，即表示这三个力的矢量首尾相接，恰能组成一个封闭三角形. 力的平衡： TOC \o 1-5 \h \z 作用在物体上的儿个力的合力为零，这种情形叫做 。 若物体受到两个力的作用处于平衡状态，则这两个力 o 若物体受到三个力的作用处于平衡状态，则其中任意两个力的合力与第三个 力 O 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，往往采用平行四边形定则或三和形定则；当物体在四个或四个以上共点力作 用下平衡时，往往采用正交分解法。 新课学习： 一、静态平衡 例1、沿光滑的墙壁用网兜把一个足球挂在A点，如图甲，足球的质最为m,网兜的 质量不计。足球与墙壁的接触点为B,悬绳与墙壁的夹角为a.求悬绳对球的拉力和墙壁对 球的支持力。 【例4】倾介为的斜面上冇质量为加的木块，它们Z间的动摩擦因数为“.现用水半丿JF 力尸的大小.【解析】分析物体受力情况如图所示:山于物体处于平衡状态,则冇:沿斜血方向:F cos 二./ 力尸的大小. 【解析】分析物体受力情况如图所示: 山于物体处于平衡状 态, 则冇: 沿斜血方向:F cos 二./ + mg sin 垂直与斜面方向：N = F sin + mg cos 0 乂 f = ?N G 解得：F = cos-〃si n 【规律总结】多力平衡问题宜采用正交分解法，采用正交分解法时，建立坐标系的原则是 让尽可能多的力落在坐标轴上. 15、如图所示、力F作用在质量为m的物体上，F与水平夹角为0使物体沿天花板向 左匀速运动，已知物体与天花板间的动摩擦因数为》,求力F大小？ 总结：解共点力平衡问题的一般步骤: 巩固练习1： 如图所示，A和B的质最分别是4 kg和10kg , B与地面间摩擦因数 u=0.4 ,滑轮摩擦及绳垂不计，整个装置处于平衡状态，此时地面对B的摩擦力大小为多 少？对地面的压力为多大？绳子拉力和摩擦力的合力方向是怎样的？ （g=10N /kg） 巩固练习2：如图所示，物体静止在斜面上，斜血对物体作用力的方向是A沿斜面向上B垂直斜而向上C竖总向上D 巩固练习2：如图所示，物体静止在斜面上，斜血对物体作用力的方向是 A沿斜面向上 B垂直斜而向上 C竖总向上 D以上都不对 例2、如图所示，固定在水平面上的光滑半球，球心0的正上方 固定一个小定滑轮，细绳一端拴一小球，小球置于半球面上的/点， 另一端绕过定滑轮，如图所示?今缓慢拉绳使小球从A点滑向半球顶点 （未到顶点），则此过程屮，小球对半球的压力大小及细绳的拉力T 大小的变化情况是 （） /V变人，T变大 B.艸变小，厂变大 C./V不变，卩变小 D.W变大，T变小 【解析】对月进行受力分析，如图所示，力三角形力F川与几何 N 三角形伽 相似，由相似三角形对应边成比例，解得W不变，T 变小. B A 【答案】0 【规律总结】相似三角形法是解平衡问题时常遇到的一种方法, 0 1-3-5 解题的关键是正确的受力分析，寻找力的矢量三角形和结构三角形相似.练习2?（2008年汕头二模）如图所示，两球久〃用劲度系数为人的轻弹簧相连，球〃用长为厶的细绳悬于。点，球力固定在。点正卜?方，且点创之间的距离恰为///力//////L系统平衡时绳子所受的拉力为用?现把昇、〃间的弹簧换成劲度系数为応的轻弹簧，仍使系统平衡，此时绳子所受的拉力为尺，则F占庄的大LL小Z间的关系为A?幷〉庄 解题的关键是正确的受力分析，寻找力的矢量三角形和结构三角形相似. 练习2?（2008年汕头二模）如图所示，两球久〃用劲度系数为人的轻弹簧相连，球〃用长 为厶的细绳悬于。点，球力固定在。点正卜?方，且点创之间的距离恰为 ///力////// L系统