共點力的平衡條件(上課.pptVIP

空中芭蕾 平衡的藝術(shù),疊石頭的最高境界,疊石頭的最高境界,返回,共點力的平衡,作用在物體的同一點，或作用線相交于一點的幾個力稱為共點力。,一.共點力,G,F2,F1,F,f,N,G,為了明確表示物體所受的共點力，在作示意圖時，可以把這些力的作用點畫到它們作用線的公共交點上。 在不考慮物體轉(zhuǎn)動的情況下，物體可以當作質(zhì)點看待，所以力的作用點都可以畫在受力物體的重心上。,共點力的平衡狀態(tài),平衡狀態(tài) 物體處于靜止或者勻速直線運動的狀態(tài)叫做平衡狀態(tài)。,二.尋找共點力的平衡條件,靜止在桌面上的木塊,勻速行駛的汽車,靜止在斜面上的木塊,共點力的平衡狀態(tài),平衡的種類,如果物體緩慢移動則稱為準靜態(tài)。,B.動平衡：物體保持勻速直線運動狀態(tài)。,A.靜平衡：物體保持靜止狀態(tài),平衡狀態(tài)的運動學特征： V=0 或V不變，即：a=0 注意：保持靜止和瞬時速度為0不同,共點力的平衡條件,平衡條件： 在共點力作用下物體的平衡條件是合力等于零。,（1）物體受兩個共點力作用時的平衡條件。 二力平衡的條件是：兩個力的大小相等、方向相反，并在同一直線上。 即F合=0。,（2）物體受兩個以上共點力作用時的平衡條件。 當物體受到 三個共點力 作用時，它的平衡條 件又是什么呢? F合=0,共點力作用下物體的平衡,1. 平衡狀態(tài)：,2. 在共點力作用下，物體的平衡條件：,在任一方向上，物體所受到的合力均為零。,其中任意一個力的合力必與剩余所有力的合力等大、反向、共線。,物體保持靜止或勻速直線運動狀態(tài),先分解某個力或幾個力，再利用各方向上的合力均為零的平衡條件求解。,直接平衡：,先分解后平衡：,明確研究對象,3. 解題思路：,分析研究對象受力，正確畫出其受力圖,利用共點力平衡條件列平衡方程求解未知量,F合=0,圖片,例1,例3,其中任意一個力的合力必與剩余所有力的合力等大、反向、共線。,在共點力作用下，物體的平衡條件：,F合=0,二力平衡,三力的合力為零,例1. 兩等長的輕繩下懸掛一重為G的物塊，繩與水平天花板之間的夾角均為。問：（1）兩輕繩對物體的拉力各為多大？ （2）當增大時輕繩的拉力如何變化？,由對稱性知F1=F2。,對物體由共點力平衡條件有：,解法一：直接平衡,解法二：先分解、后平衡,豎直方向：,對物體由共點力平衡條件，,（1）物體受力如圖，,水平方向：,例2. 城市中的路燈、無軌電車的供電線路等，經(jīng)常用三角形的結(jié)構(gòu)懸掛。圖 4.7-2 為這類結(jié)構(gòu)的一種簡化模型。圖中硬桿OB可繞通過B點且垂直于紙面的軸轉(zhuǎn)動，鋼索和桿的重量都可忽略。如果懸掛物的重量是G，角AOB 等于 ，鋼索AO對O點的拉力和桿OB對O點的支持力各是多大？,解法二,對O點由共點力平衡條件，,先分解、后平衡,水平方向：,豎直方向：,O點受力如圖，,由上面兩式解得：,例3. 物體在三個共點力F1、F2、F3作用下做勻速直線運動，其中F1=5N，F(xiàn)2=8N，則F3的大小可能為（ ） A. 2N B. 5N C. 8N D. 13N,例4. 兩等長的輕繩下懸掛一重為G的均勻細圓柱體，兩繩之間的夾角為。問：（1）圓柱體對兩輕繩的拉力各為多大？ （2）當變小時，輕繩受到的拉力怎樣變化？,（1）設(shè)兩輕繩對圓柱體的拉力為 FA、FB，,由對稱性可知FA=FB,圓柱體受力如圖，由共點力平衡條件可知，,豎直方向：,由牛三律，圓柱體對兩輕繩的拉力：,（2）變小，輕繩受到的拉力變小。,練習1（2008江蘇物理）一質(zhì)量為M的探空氣球在勻速下降，若氣球所受浮力F始終保持不變，氣球在運動過程中所受阻力僅與速率有關(guān)，重力加速度為g?，F(xiàn)欲使該氣球以同樣速率勻速上升，則需從氣球吊籃中減少的質(zhì)量為（ ）,A,練習2. 長為1m的輕繩，當受到大小為50N的拉力時會被拉斷，現(xiàn)在繩的中點掛一個重為60N的物體，兩手握著繩的兩端，且保持在同一水平面上，把兩手逐漸分開，則繩子所受的拉力逐漸_（選填“變大”、“變小”或“不變”），當繩子被拉斷時兩手間的距離為_m。,變大,0.8m,練習3.下列物體中處于平衡狀態(tài)的是（ ） A. 靜止在粗糙斜面上的物體 B. 沿光滑斜面下滑的物體 C. 在平直公路上勻速行駛的汽車 D. 做自由落體運動的物體在剛開始下落的一瞬間,練習4. 物體在三個共點力F1、F2、F3作用下做勻速直線運動，其中F1=5N，F(xiàn)2=8N，則F3的大小可能為（ ） A. 2N B. 5N C. 8N D. 13N,第二課時,70歲王老太鐵齒銅牙 牙齒能拖動4噸重汽車, 2007年05月31日 07時10分 CCTV,例1. 現(xiàn)設(shè)繩子與水平地面的夾角為30，4噸汽車緩慢移動。若地面對汽車的摩擦力為車重的0.01倍，求： 王老太牙齒對繩子的拉力F及汽車對地面的壓力。 摩擦力Ff與拉力F的合力。（g取10m/s2）,地面對車的摩擦力：,對汽車由共點力平衡條件，,水平方向：,汽車受力如圖。,豎直方向：,地面對車的支持力：,由牛三律，汽車對地面的壓力：,F合=Fsin30,=231N,方向豎直向上,摩擦力與拉力的合力:,例2. 置于水平地面上的木箱重G=680N，木箱與地面之間的動摩擦因數(shù)=0.2。一個人用與水平方向成37向下的力F推木箱，木箱做勻速直線運動。求推力F和地面對木箱的支持力FN的大小。（已知sin37=0.6， cos37=0.8）,木箱受力如圖。,對木箱由共點力平衡條件，,水平方向：,豎直方向：,且：,由上面三式解得：,例3. 用水平方向的推力F ，使重為G的物體沿傾角為的斜面勻速上升，物體與斜面之間的動摩擦因數(shù)為。求推力F的大小。,對物體由共點力平衡條件，,平行于斜面方向：,垂直于斜面方向：,且：,由(1)(2)(3)解得：,物體受力如圖。,例4一個木塊靜止在斜面上，現(xiàn)用水平推力F作用于木塊上當F的大小由零逐漸增加到一定值，而木塊總保持靜止，如圖所示，則（ ） A. 木塊受到的靜摩擦力增加 B. 木塊與斜面之間的最大靜摩擦力增加 C. 木塊受的合力增加 D. 木塊所受到的斜面支持力增加,BD,30,例5. 如圖，皮帶運輸機把貨物由低處勻速運往高處，貨物相對于皮帶是靜止的。 若傳送帶與水平地面的夾角為30 ，貨物質(zhì)量為100kg，求傳送帶對貨物的支持力和摩擦力的大小。 （g取10m/s2）,Ff,返回,思考：傳送帶對貨物的作用力F多大？方向怎樣？,傳送帶對貨物的支持力：,靜摩擦力：,FN,貨物受力如圖，由共點力平衡條件可知，,30,由共點力平衡條件：,方向豎直向上,例6. 置于水平地面上的木箱重500N，一個人用大小為200N與水平方向成37向下的力推木箱，木箱仍處于靜止的狀態(tài)。求木箱受到的摩擦力和地面對木箱的支持力的大小。 （已知sin37=0.6， cos37=0.8）,例7、 如圖38所示，水平橫梁一端A插在墻壁內(nèi)，另一端裝有小滑輪B，一輕繩一端C固定于墻壁上，另一端跨過滑輪后懸掛一質(zhì)量為m=10kg的重物，CBA=30，則滑輪受到繩子作用力為（ ）,例8 .在平直的公路上，有一輛汽車，車上有一木箱，試判斷下列情況中，木箱所受摩擦力的方向 。 A. 汽車加速啟動時（二者無相對滑動）; B. 汽車勻速運動時（二者無相對滑動）; C. 汽車剎車時（二者無相對滑動）; D. 汽車剎車，木箱在汽車上向前滑動時; E. 汽車在勻速運動過程中突然加速，木箱在汽車上滑動時。,例11. 如圖，質(zhì)量為m的物體在與豎直方向成角的推力F作用下，沿豎直墻勻速向上運動。若物體與墻之間的動摩擦因數(shù)為，求：推力F；推力F和墻對物體的支持力的合力。, 木箱受力如圖。,由共點力平衡條件，,水平方向：,豎直方向：,且：,由上面三式解得：, 推力F和支持力FN的合力：,F1方向豎直向上,2. 靜止在水平面上的可視為質(zhì)點的劈形木塊重G=10N，斜面傾角=30，在F=12N的垂直于斜面壓力作用下保持靜止狀態(tài)。求木塊受到地面對它的支持力和靜摩擦力。,例4. 重G=400N的物體A在水平力F=400N作用下，沿傾角=60的斜面勻速下滑。求斜面對物體A的支持力FN和A與斜面間的動摩擦因數(shù)。 （g取10m/s2）,對物塊由共點力平衡條件，,平行于斜面方向：,垂直于斜面方向：,動摩擦因數(shù)：,例. 如果鳥籠的重量為G，AOB=，則輕桿OB對O點的拉力和輕桿OA對O點的支持力各是多大？,B,O,A,370,530,把鳥籠掛在成角度的兩根細繩AO、BO上，已知鳥籠的質(zhì)量為2kg 。如圖所示，兩根細繩對鳥籠的拉力分別是多大？（sin37=0.6， cos37=0.8，g取10m/s2）,例3. 如圖所示，重為4N的光滑小球A，靜止在光滑的斜面與豎直的擋板之間，斜面與豎直方向之間的夾角為60，求小球?qū)醢宓膲毫Υ笮〖皩π泵娴膲毫Υ笮　?為什么滑水運動員站在滑板上不會沉下去？,下圖是我們在電視節(jié)日巾經(jīng)?？吹降幕\動。運動員腳踩傾斜的滑板，在快艇的牽引下在水面飛速滑行?，F(xiàn)設(shè)人與滑板的總質(zhì)量為m, 牽引的繩索呈水平，滑板光滑，傾角。理論研究指出，水對滑板的支持力大?。篎N=Sv2sin2，其中S為滑板的滑水面積， 為水的密度，試求快艇的牽引速度v的大小。,看到滑水運動員在水面上乘風破浪快速滑行時，你有沒有想過，為什么滑水運動員站在滑板上不會沉下去呢？ 原因就在這塊小小的滑板上。你看，滑水運動員在滑水時，總是身體向后傾斜，雙腳向前用力蹬滑板，使滑板和水面有一個夾角。當前面的游艇通過牽繩拖著 運動員時，運動員就通過滑板對水面施加了一個斜向下的力。而且，游艇對運動員的牽引力越大，運動員對水面施加的這個力也越大。因為水不易被壓縮，根據(jù)牛頓第三定律（作用力與反作用力定律），水面就會通過滑板反過來對運動員產(chǎn)生一個斜向上的反作用力。這個反作用力在豎直方向的分力等于運動員的重力時，運動員就不會下沉。因此，滑水運動員只要依靠技巧，控制好腳下滑板的傾斜角度，就能在水面上快速滑行。,如圖是我們在電視節(jié)目中經(jīng)常看到的滑水運動。運動員腳踩傾斜的滑板，在快艇的牽引下在水面勻速滑行?，F(xiàn)設(shè)人與滑板的總質(zhì)量為m，牽引的繩索呈水平，滑板光滑，傾角為。求：水對滑板的支持力大小FN和繩對人的拉力？,木箱重172N，放在水平地面上，一個人用與水平方向成37向上的力拉木箱，木箱