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《共點力的平衡》相互作用——力PPT

《共點力的平衡》相互作用——力PPT 詳細介紹:

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《共點力的平衡》相互作用——力PPT

第一部分內(nèi)容:課標要求

1.理解共點力的概念。

2.知道物體的平衡狀態(tài)的概念,知道共點力平衡的條件,即F合=0。

3.會用共點力平衡的條件解決有關問題。

... ... ...

共點力的平衡PPT,第二部分內(nèi)容:自學新教材

一、共點力

1.填一填

(1)定義:如果一個物體受到兩個或更多力的作用,這些力共同作用在物體的_______上,或者雖不作用在同一點上,但它們的_______交于一點,這幾個力叫作共點力。

(2)力的合成的平行四邊形定則只適用于_______。

2.判一判

(1)共點力一定作用于物體上的同一點。(    )

(2)共點力一定作用于同一物體上。(    )

(3)作用于同一物體上的所有力都是共點力。(    )

(4)作用于不同物體上的兩個力,只要作用線交于一點,就可以進行力的合成。(    )

3.想一想

如圖甲中懸掛風景畫框的結點O受三個力,乙中的店牌受三個力,丙中的扁擔也受三個力。

試結合上述情景討論下列問題:

(1)觀察三幅圖中的作用力,哪些是共點力?

(2)哪些圖中的力能求合力?哪些圖中的力不能求合力?

提示:(1)甲圖中三個力共同作用在O點上,乙圖中三個力雖然不作用在同一點上,但它們的延長線交于一點,甲、乙圖中都是共點力。丙圖中的力不但沒有作用在同一點上,它們的延長線也不能交于一點,所以不是共點力。

(2)甲、乙圖中的力是共點力,可以應用平行四邊形定則求合力, 丙圖中的力不是共點力,不能求合力。

二、共點力平衡的條件

1.填一填

(1)平衡狀態(tài):物體保持_______ 或_______狀態(tài)。

(2)平衡條件:在共點力作用下物體平衡的條件是_______。

2.判一判

(1)豎直上拋的物體上升至最高點時v=0,是平衡狀態(tài)。(   )

(2)物體的加速度a=0,則物體一定處于靜止狀態(tài)。(   )

(3)物體的速度很大,則F合一定很大。 (   )

(4)在高空高速勻速飛行的飛機上,乘客所受合力為零。(   )

3.選一選

(1)物體在共點力作用下,下列說法正確的是(  )

A.物體的速度在某一時刻等于零,物體就一定處于平衡狀態(tài)

B.物體相對另一物體保持靜止時,物體一定處于平衡狀態(tài)

C.物體所受合力為零,就一定處于平衡狀態(tài)

D.物體做勻加速運動時處于平衡狀態(tài)

(2)如圖所示為節(jié)日里懸掛燈籠的一種方式,A、B兩點等高,O為結點,輕繩AO、BO長度相等,拉力分別為FA、FB,燈籠受到的重力為G。下列說法正確的是(  )

A.FA一定小于G

B.FA與FB大小相等

C.FA與FB是一對平衡力

D.FA與FB大小之和等于G

... ... ...

共點力的平衡PPT,第三部分內(nèi)容:提升新知能

1.共點力平衡的條件

2.平衡條件的推論

(1)二力平衡:若物體在兩個力作用下處于平衡狀態(tài),則這兩個力一定等大、反向。

(2)三力平衡:若物體在三個共點力作用下處于平衡狀態(tài),則任意兩個力的合力與第三個力等大、反向。

(3)多力平衡:若物體在n個共點力作用下處于平衡狀態(tài),則其中任意一個力必定與另外(n-1)個力的合力等大、反向。

[典例1] 在如圖所示的甲、乙、丙、丁四幅圖中,滑輪光滑且所受的重力忽略不計,滑輪的軸O安裝在一根輕木桿P上,一根輕繩ab繞過滑輪,a端固定在墻上,b端下面掛一質量為m的重物。當滑輪和重物都靜止不動時,甲、丙、丁圖中木桿P與豎直方向的夾角均為θ,乙圖中木桿P豎直。假設甲、乙、丙、丁四幅圖中滑輪受到木桿P的彈力的大小依次為FA、FB、FC、FD,則以下判斷正確的是(  )

A.FA=FB=FC=FD B.FD>FA=FB>FC

C.FA=FC=FD>FB D.FC>FA=FB>FD

[思路點撥] 根據(jù)共點力平衡的條件分析可知:①輕繩上的拉力等于重物所受的重力mg;②滑輪受到木桿P的彈力等于滑輪兩側輕繩拉力的合力。

[解析] 輕繩上的拉力等于重物所受的重力mg,設滑輪兩側輕繩之間的夾角為φ,根據(jù)共點力平衡的條件知,滑輪受到木桿P的彈力F與滑輪兩側輕繩拉力的合力平衡,即F=2mgcos φ2,由夾角關系可得FD>FA=FB>FC,選項B正確。

[對點練清]

1.重力為G的體操運動員在進行自由體操比賽時,有如圖所示的比賽動作,當運動員豎直倒立保持靜止狀態(tài)時,兩手臂對稱支撐,夾角為θ,則 (  )

A.當θ=60°時,運動員單手對地面的正壓力大小為G2

B.當θ=120°時,運動員單手對地面的正壓力大小為G

C.當θ不同時,運動員受到的合力不同

D.當θ不同時,運動員與地面之間的相互作用力不相等

2.如圖所示,兩個質量為m1的小球套在豎直放置的光滑支架上,支架的夾角為120°,用輕繩將兩球與質量為m2的小球連接,輕繩與支架構成一個菱形,則m1∶m2為 (  )

A.1∶1 B.1∶2

C.1∶3  D.3∶2

突破點二   解答共點力平衡問題的三種常用方法

合成法

物體在三個共點力作用下處于平衡時,將其中的任意兩個力合成,其合力一定與第三個力平衡,從而把三力平衡問題轉化為二力平衡問題

分解法

物體在三個共點力作用下處于平衡時,將其中任意一個力沿其他兩個力的反方向分解,則每個方向上的一對力大小相等,方向相反,從而把三力平衡問題轉化為兩個方向上的二力平衡問題

正交分解法

物體在三個或三個以上的共點力作用下處于平衡時,將物體所受的各個力均向兩個互相垂直的方向上分解,然后分別在這兩個方向上列平衡方程,此時平衡條件可表示為:Fx合=0,F(xiàn)y合=0

[規(guī)律方法]

解答共點力平衡問題的一般步驟

(1)選取研究對象,對于有相互作用的兩個或兩個以上的物體構成的系統(tǒng),應明確所選研究對象是系統(tǒng)整體還是系統(tǒng)中的某一個物體(整體法或隔離法)。

(2)對所選研究對象進行受力分析,并畫出受力分析圖。

(3)對研究對象所受的力進行處理,對三力平衡問題,一般根據(jù)平衡條件畫出力合成的平行四邊形。對四力或四力以上的平衡問題,一般建立合適的直角坐標系,對各力按坐標軸進行分解。

(4)建立平衡方程,對于四力或四力以上的平衡問題,用正交分解法列出方程組。

... ... ...

共點力的平衡PPT,第四部分內(nèi)容:訓練新素養(yǎng)

一、STSE類問題,體現(xiàn)活學活用

[選自魯科版教材P102“迷你實驗室”]

你能超出多少

在我國某些地區(qū)有一種伸臂橋(圖甲)。當?shù)厝藢⒛景逯丿B,逐漸向河面延伸。他們用不太長的木板鋪設橋面,同時使逐漸向河中心延伸的木板與泥土形成整體,并使其重心仍然在支持面內(nèi),巧妙地形成穩(wěn)定的平衡結構。

現(xiàn)用兩根木條疊放的方式探究伸臂橋的平衡穩(wěn)定問題。選兩塊質地均勻、質量相同的木條疊放在桌子邊緣如圖乙擺放。若木條長度均為l,為使這兩塊木條保持平衡,不致翻倒,木條2的右端離桌沿的水平距離最遠可為多少?還有哪些因素會影響伸臂橋的安全?

二、典題好題發(fā)掘,練典題做一當十

[選自魯科版教材P101例題]

用繩子將鳥籠掛在一根橫梁上,如圖甲所示。若鳥籠重19.6 N,求繩子OA和OB對結點O的拉力。

[分析]  如圖乙所示,以結點O為研究對象,它受到鳥籠上端繩子的拉力T,以及兩段繩子OA和OB的拉力F1、F2。結點O在這三個共點力作用下處于平衡狀態(tài),其中,F(xiàn)1和F2的合力F與T大小相等、方向相反,T的大小與鳥籠所受重力大小相等。由此可通過平行四邊形定則作圖求解。

[策略提煉]

解決共點力的平衡問題,通常先確定研究對象,再進行受力分析,然后根據(jù)平衡條件建立未知量與已知量的關系列方程求解。

若物體受到三個力且處于平衡狀態(tài),則其中任意兩個力的合力必然與第三個力大小相等、方向相反。這時可根據(jù)平行四邊形(或三角形)的幾何關系列方程求解,也可用正交分解方法求解。若物體在更多力的作用下處于平衡,則通常用正交分解方法列方程求解。  

[遷移] 求解平衡問題還可利用正交分解的方法。先建立直角坐標系,將物體受到的各個力都分解到x、y軸方向,由平衡條件可得,x、y軸方向的合力必須同時為0(想想為什么),由此可列出兩個方程,通過解方程組求解問題。你能用該方法求解上面的例題嗎?請試一試。

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