教科版高中物理必修第一册精品课件 第三章 相互作用 6 共点力作用下物体的平衡.ppt

2.举重运动员在抓举比赛时,为了减小杠铃上升的高度和便于发力,抓握杠铃的两手间要有较大距离,使两臂上举后两臂间成钝角,手臂伸直后所受作用力沿手臂方向,一质量为75kg的运动员,在举起125kg的杠铃时,两臂成120°角,如图所示,则此时运动员的每只手臂对杠铃的作用力F及运动员对地面的压力N的大小分别为(g取10m/s2)()A.F=1250N,N=2000NB.F=1250N,N=3250NC.F=625N,N=2000ND.F=722N,N=2194N答案A解析杠铃的受力分析如图所示,重力、人给的两个支持力,三个力的夹角均为120°,杠铃处于静止状态,合力为零。两臂作用力大小相等,并等于杠铃重力G,所以F1=F2=1250N。把杠铃和人看作整体,整体受重力、地面的支持力,且两力大小相等,N=2000N,选项A正确。3.(2021福建宁德高一期末)如图所示,一只可视为质点的蚂蚁从半球形碗边缘a点缓慢爬到碗底的b点,此过程()A.蚂蚁对碗的压力不断减小B.蚂蚁对碗的压力保持不变C.碗对蚂蚁的摩擦力不断减小D.碗对蚂蚁的作用力不断增大答案C解析蚂蚁缓慢下爬,可以认为蚂蚁处于平衡状态,则合力始终为零,受力分析如图所示。根据平衡条件,可得切线方向上有f=mgsinα,指向圆心方向上有N=mgcosα,蚂蚁在半球形碗内缓慢从a点爬到b点的过程中,α角减小,则蚂蚁受到的摩擦力逐渐减小,蚂蚁受到的弹力逐渐增大,即蚂蚁对碗的压力不断增大,故A、B错误,C正确;碗对蚂蚁的作用力与蚂蚁的重力平衡,大小不变,故D错误。本课结束重难探究?能力素养全提升探究一共点力作用下物体的平衡[情境探究]如果一个物体保持静止或做匀速直线运动,我们就说这个物体处于平衡状态。因此,如图所示的静止的巨石、扶梯上匀速直线运动的人都是处于平衡状态。那么,保持物体平衡需要什么条件呢?要点提示如果物体受两个力作用而平衡,这两个力一定等大反向且作用在一条直线上,即合力为零。如果物体受多个力而平衡,根据力的合成定则,我们可以把任意两个共点力用一个合力来等效代替,据此,三个以上的共点力最终都可以等效简化为两个共点力。可见,三个以上共点力的平衡,最终也都可以简化为二力平衡。根据二力平衡条件,我们就可以得出在共点力作用下保持物体平衡的条件是合力为零,即F合=0。[方法突破][应用体验]典例1(2021江苏淮安中学高一期末)下列四幅图中,木棒在共点力作用下处于平衡状态的是()A.图甲和图丁 B.图乙和图丙C.图甲和图乙 D.图丙和图丁答案A解析根据共点力的概念可知,几个力作用于一点或者各力的作用线交于一点,这样的力为共点力,则木棒在共点力作用下处于平衡状态的是图甲和图丁。故选A。规律方法物体受多个力的作用处于平衡状态,其中一个力与其他力的合力大小相等,方向相反。针对训练1物体受共点力作用,下列说法正确的是()A.物体的速度等于零,物体就一定处于平衡状态B.物体相对另一物体保持静止时,物体一定处于平衡状态C.物体所受合力为零时,就一定处于平衡状态D.物体做匀加速运动时,物体处于平衡状态答案C解析处于平衡状态的物体,从运动形式上看是处于静止或匀速直线运动状态,从受力上来看,物体所受合力为零。速度为零的物体,受力不一定为零,故不一定处于平衡状态,选项A错误;物体相对于另一物体静止时,该物体相对于地面不一定静止,如当另一物体做变速运动时,该物体也做变速运动,此物体处于非平衡状态,选项B错误;选项C符合平衡条件,选项C正确;物体做匀加速运动,非静止或匀速直线运动,故不是平衡状态,选项D错误。探究二处理平衡问题常用的方法[情境探究]如图所示为悬挂式广告挂牌,挂牌所受的重力为G,两侧绳与竖直方向的夹角都为θ,挂牌保持静止。(1)挂牌受几个力作用?这些力是共点力吗?(2)怎样确定两侧绳的拉力大小?说说你的方法。要点提示(1)如图所示,挂牌受重力、两侧绳的拉力,共三个力作用,这三个力的作用线相交于一点,是共点力。(2)方法1:利用合成法。根据共点力平衡的条件可知,挂牌所受三个共点力的合力为零,即任意两个力的合力与第三个力等大反向,这样就可以利用解三角形的知识,确定绳的拉力大小。方法2:正交分解法。因为挂牌所受三个共点力的合力为零,所以将各力沿两个互相垂直的方向正交分解后,得Fx=0、Fy=0,由方程即可确定绳的拉力大小。方法3:利用分解法。将重力沿两侧绳的方向分解,利用解三角形的知识,也可确定绳的拉力大小。[方法突破]1.处理静态平衡问题的常用方法方法内容合成法物体受三个共点力的作用而平衡,则任