平衡條件的應用課件1

第4節(jié)：平衡條件的應用第4節(jié)：平衡條件的應用1上節(jié)課小結共點力作用下物體的平衡平衡狀態(tài):物體處于靜止或勻速直線運動的狀態(tài)平衡條件:F合=0解題方法:合成法、分解法、三角形法上節(jié)課小結共點力作用下平衡狀態(tài):物體處于靜止或勻速直線運動的2

提問：（1）如果一個物體能夠保

或

，我們就說物體處于平衡狀態(tài)。（2）當物體處于平衡狀態(tài)時：a：物體所受各個力的合力等于

，這就是物體在共點力作用下的平衡條件。

以力的作用點為坐標原點,建立直角坐標系,則平衡條件又可表示為:b：如果物體只受兩個力，這兩個力關系是

。c：如果物體受三個力或三個力以上，它所受的某一個力與它所受的其余外力的合力關系是

。靜止狀態(tài)勻速直線運動狀態(tài)零大小相等，方向相反，作用在同一條直線上大小相等，方向相反，作用在同一條直線上Fx＝0Fy＝0提問：（1）如果一個物體能夠?；蜢o止狀態(tài)勻3１、物體的靜態(tài)平衡物體處于靜止狀態(tài)GNN=GF合=0１、物體的靜態(tài)平衡物體處于靜止狀態(tài)GNN=GF合42、物體的動態(tài)平衡物體處于勻速運動狀態(tài)勻速降落的跳傘運動員Gff=GF合=02、物體的動態(tài)平衡物體處于勻速運動狀態(tài)勻速降落的跳傘運動員G53、物體在某方向的平衡（1）加速行駛的快艇水平方向：非平衡態(tài)有F>fF合X≠0豎直方向：平衡態(tài)（靜止）有F浮=GF合y=0FfGF浮思考：如果快艇勻速行駛，則快艇受到的力有何特點？3、物體在某方向的平衡（1）加速行駛的快艇水平方向：非平衡態(tài)63、物體在某方向的平衡（2）播放小球在光滑斜面加速下滑GN受力分析平行于斜面方向：非平衡態(tài)有：F合=G1≠0垂直于斜面方向：平衡態(tài)（靜止）有：N=G2F合=0G1G23、物體在某方向的平衡（2）播放小球在光滑斜面加速下滑GN受7一、物體的物體靜態(tài)平衡1.概念：物體在力的作用下處于靜止的平衡狀態(tài)，稱為靜態(tài)平衡2、受力特點：二、物體的動態(tài)平衡1.概念：物體在力的作用下處于勻速直線運動的平衡狀態(tài)，稱之稱為動態(tài)平衡2、受力特點：小結三、當物體處于靜態(tài)平衡的時候，可以認為任意方向均為靜態(tài)平衡；物體還可以牌某一方向動態(tài)平衡，某一方向靜態(tài)平衡的狀態(tài)；或者某一方向動態(tài)平衡（或靜態(tài)平衡）另一方向不平衡的狀態(tài)。F合=0F合=0一、物體的物體靜態(tài)平衡1.概念：物體在力的作用下處于靜止的平8例題1：如圖所示，一個重G=10N的物體，放在傾角為37o的斜面上，恰好勻速下滑。取sin37o=0.6，cos37o=0.8，求（1）物體受到的支持力與摩擦力的大??；（2）物體與斜面之間的動摩擦因數(shù)μGNf解法一：合成法FA、合成N與fB、合成N與GC、合成G與fFF37o(1)由三力平衡特點知：F=G=10N由圖可得：N=Fcos37o=8Nf=Fsin37o=6N(2)由f=μN得μ=f/N=0.75思考：斜面傾角減小時，G、N、f如何變化？如果斜面傾角增大時，G、N、f如何變化？例題1：如圖所示，一個重G=10N的物體，放在傾角為37o的9例題1：如圖所示，一個重G=10N的物體，放在傾角為37o的斜面上，恰好勻速下滑。取sin37o=0.6，cos37o=0.8，求（1）物體受到的支持力與摩擦力的大??；（2）物體與斜面之間的動摩擦因數(shù)μGNf解法二：分解法G1分解G37o(1)由共點力的平衡條件可知：N=G2=Gcos37o=8Nf=G1=Gsin37o=6N(2)由f=μN得μ=f/N=0.75G2例題1：如圖所示，一個重G=10N的物體，放在傾角為37o的10例題1：如圖所示，一個重G=10N的物體，放在傾角為37o的斜面上，恰好勻速下滑。取sin37o=0.6，cos37o=0.8，求（1）物體受到的支持力與摩擦力的大?。唬?）物體與斜面之間的動摩擦因數(shù)μGNf解法三：正交分解法顯示坐標系37o(1)由共點力的平衡條件可知：x方向：f2=N2即

fcos37o=Nsin37o……⑴y方向：N1+f1=G即Ncos37o+fsin37o=G……⑵聯(lián)立（1）（2）得N=8N;f=6N(2)由f=μN得μ=f/N=0.75xyN1N2f1f2顯示分力例題1：如圖所示，一個重G=10N的物體，放在傾角為37o的11例題2：如圖所示：某裝卸工人推著質量為m的木箱在水平地面上勻速運動。已知木箱與地面間的動摩擦因數(shù)為μ，該工人的推力與水平面間的夾角為α，重力加速度為g，求：推力F的大小。mgNFfF1F2解：水平方向：F1=f即Fcosα=f……①豎直方向：N=mg+F2即N=mg+Fsinα

……②又有f=μN……③聯(lián)立①②③得F=μmg/(cosα-μsinα)α例題2：如圖所示：某裝卸工人推著質量為m的木箱在水平mgNF12練習1：如圖，物體A在水平力F＝400N的作用下，沿傾角＝60°的斜面勻速下滑。物體A受的重力G＝400N,求斜面對物體A的支持力和A與斜面間的動摩擦因數(shù)。A600°FGFfNxyG1G2F1F2X方向：f+F1=G1即μN+Fcos60o=Gsin60oy方向：N=G2+F2即N=Gcos60o+Fsin60o=546N得μ=0.27練習1：如圖，物體A在水平力F＝400N的作用下，沿傾角＝13練習2、如圖所示，一個半徑為r，重為G的圓球被長為2r的細線懸掛在墻上，求細線對球的拉力F1和墻對球的壓力F2.解：物體受力如圖:細線對球的拉力F和墻對球的支持力N的合力F合練習2、如圖所示，一個半徑為r，重為G的圓球被長為2r的細線14例題3：如右圖所示，重力為G的電燈通過兩根細繩OB與OA懸掛于兩墻之間，細繩OB的一端固定于左墻B點，且OB沿水平方向，細繩OA掛于右墻的A點。1．當細繩OA與豎直方向成θ角時，兩細繩OA、OB的拉力FA、FB分別是多大?分析與解:根據(jù)題意,選擇電燈受力分析,它分別受到重力G，兩細繩OA、OB的拉力FA、FB，可畫出其受力圖，由于電燈處于平衡狀態(tài),則兩細繩OA、OB的拉力FA、FB的合力F與重力大小相等，方向相反，構成一對平衡力。FA=

G/CoSθ，F(xiàn)B=

G/Cotθ根據(jù)力的三角關系可得：例題3：如右圖所示，重力為G的電燈通過兩根細繩OB與OA懸掛152．保持O點和細繩OB的位置，在A點下移的過程中，細繩OA及細繩OB的拉力如何變化?FA=

G/CoSθ，F(xiàn)B=

G/CotθA′分析與解:在A點下移的過程中，細繩OA與豎直方向成θ角不斷增大。FA、FB不斷增大

例題3：如右圖所示，重力為G的電燈通過兩根細繩OB與OA懸掛于兩墻之間，細繩OB的一端固定于左墻B點，且OB沿水平方向，細繩OA掛于右墻的A點。1．當細繩OA與豎直方向成θ角時，兩細繩OA、OB的拉力FA、FB分別是多大?2．保持O點和細繩OB的位置，在A點下移的過程中，細繩OA及162．保持O點和細繩OB的位置，在A點下移的過程中，細繩OA及細繩OB的拉力如何變化?3．保持O點和繩OA的位置，在B點上移的過程中，細繩OA及細繩OB的拉力如何變化?Ｂ′FA、FB不斷增大

分析與解:在B點上移的過程中,應用力的圖解法,可發(fā)現(xiàn)兩細繩OA、OB的拉力變化規(guī)律。FA不斷減小，F(xiàn)B先減小后增大例題3：如右圖所示，重力為G的電燈通過兩根細繩OB與OA懸掛于兩墻之間，細繩OB的一端固定于左墻B點，且OB沿水平方向，細繩OA掛于右墻的A點。1．當細繩OA與豎直方向成θ角時，兩細繩OA、OB的拉力FA、FB分別是多大?FA

=

G/CoSθ，F(xiàn)B=

G/Cotθ2．保持O點和細繩OB的位置，在A點下移的過程中，細繩OA及17小結：解這種題型首先對動態(tài)平衡的物體受力分析，確定三個力的特點；找出不變力，則另兩個變力的合力就與該不變力構成一對平衡力，用力的合成分解法、圖解法或力的矢量三角形與結構三角形相似法解決。求解共點力體用下平衡問題的解題一般步驟：1)確定研究對象(物體或結點)；2)對研究對象進行受力分析，并畫受力圖；3)分析判斷研究對象是否處于平衡狀態(tài)；4)根據(jù)物體的受力和己知條件，運用共點力平衡條

件，選用適當方法計算求解。小結：求解共點力體用下平衡問題的解題一般步驟：18１.如圖所示，細繩ＭＯ與ＮＯ所能承受的最大拉力相同，長度ＭＯ〉ＮＯ，則在不斷加重重物Ｇ的過程中（繩ＯＣ不會斷）（）Ａ.ＯＮ繩先被拉斷Ｂ.ＯＭ繩先被拉斷Ｃ.ＯＮ繩和ＯＭ繩同時被拉斷Ｄ.因無具體數(shù)據(jù)，故無法判斷哪條繩先被拉斷。ＭＮＯＧＣ練習3GFNOFMOF∠1∠2因∠1＞∠2故FNO

＞

FMO

所以ON繩被先拉斷

A１.如圖所示，細繩ＭＯ與ＮＯ所能承受的最大拉力相同，長度ＭＯ19三、物體受力分析的方法隔離法：把某物體從眾多的物體中隔離出來，作為研究對象。分析時，只分析周圍物體對它的作用力，而不分析它對周圍物體的作用力。整體法：把幾個運動狀態(tài)一樣的物體看作一個物體去作研究對象。方法同隔離法一樣。三、物體受力分析的方法隔離法：把某物體從眾多20受力分析的步驟1、先畫已知力；2、再畫重力、電場力、磁場力；3、找接觸面，畫接觸力（彈力、摩擦力）；4、若物體運動狀態(tài)一致，可把物體視為一個質點，把作用點集中到質點上；5、檢查有無漏力、錯力。受力分析的步驟1、先畫已知力；2、再畫重力、電場力、磁場力；21受力分析的注意事項1、物體所受的力都有其施力物體，否則該力不存在；2、受力分析時，只考慮根據(jù)性質命名的力；3、對于摩擦力應充分考慮物體與接觸面是否有相對運動和相對運動趨勢；4、受力分析時，要抓主要矛盾，忽略次要矛盾；5、根據(jù)物體的運動狀態(tài)去檢查物體的受力情況。受力分析的注意事項1、物體所受的力都有其施力物體，否則該力不22練習題1、如下圖所示，A、B兩物體保持相對靜止，且一直在水平地面向右作勻速運動，試分析A、B的受力。練習題1、如下圖所示，A、B兩物體保持相對靜止，且一直在水平232、畫出下列情況，在地面上A、B、C三物體的受力圖。（1）A、B、C保持相對靜止。（2）在B物上向右加一恒力F，A、B、C仍保持相對靜止。（3）在A物上向右加一恒力F，A、B、C一起向右作勻速運動。2、畫出下列情況，在地面上A、B、C三物體的受力圖。（1）A24第4節(jié)：平衡條件的應用第4節(jié)：平衡條件的應用25上節(jié)課小結共點力作用下物體的平衡平衡狀態(tài):物體處于靜止或勻速直線運動的狀態(tài)平衡條件:F合=0解題方法:合成法、分解法、三角形法上節(jié)課小結共點力作用下平衡狀態(tài):物體處于靜止或勻速直線運動的26

提問：（1）如果一個物體能夠保

或

，我們就說物體處于平衡狀態(tài)。（2）當物體處于平衡狀態(tài)時：a：物體所受各個力的合力等于

，這就是物體在共點力作用下的平衡條件。

以力的作用點為坐標原點,建立直角坐標系,則平衡條件又可表示為:b：如果物體只受兩個力，這兩個力關系是

。c：如果物體受三個力或三個力以上，它所受的某一個力與它所受的其余外力的合力關系是

。靜止狀態(tài)勻速直線運動狀態(tài)零大小相等，方向相反，作用在同一條直線上大小相等，方向相反，作用在同一條直線上Fx＝0Fy＝0提問：（1）如果一個物體能夠?；蜢o止狀態(tài)勻27１、物體的靜態(tài)平衡物體處于靜止狀態(tài)GNN=GF合=0１、物體的靜態(tài)平衡物體處于靜止狀態(tài)GNN=GF合282、物體的動態(tài)平衡物體處于勻速運動狀態(tài)勻速降落的跳傘運動員Gff=GF合=02、物體的動態(tài)平衡物體處于勻速運動狀態(tài)勻速降落的跳傘運動員G293、物體在某方向的平衡（1）加速行駛的快艇水平方向：非平衡態(tài)有F>fF合X≠0豎直方向：平衡態(tài)（靜止）有F浮=GF合y=0FfGF浮思考：如果快艇勻速行駛，則快艇受到的力有何特點？3、物體在某方向的平衡（1）加速行駛的快艇水平方向：非平衡態(tài)303、物體在某方向的平衡（2）播放小球在光滑斜面加速下滑GN受力分析平行于斜面方向：非平衡態(tài)有：F合=G1≠0垂直于斜面方向：平衡態(tài)（靜止）有：N=G2F合=0G1G23、物體在某方向的平衡（2）播放小球在光滑斜面加速下滑GN受31一、物體的物體靜態(tài)平衡1.概念：物體在力的作用下處于靜止的平衡狀態(tài)，稱為靜態(tài)平衡2、受力特點：二、物體的動態(tài)平衡1.概念：物體在力的作用下處于勻速直線運動的平衡狀態(tài)，稱之稱為動態(tài)平衡2、受力特點：小結三、當物體處于靜態(tài)平衡的時候，可以認為任意方向均為靜態(tài)平衡；物體還可以牌某一方向動態(tài)平衡，某一方向靜態(tài)平衡的狀態(tài)；或者某一方向動態(tài)平衡（或靜態(tài)平衡）另一方向不平衡的狀態(tài)。F合=0F合=0一、物體的物體靜態(tài)平衡1.概念：物體在力的作用下處于靜止的平32例題1：如圖所示，一個重G=10N的物體，放在傾角為37o的斜面上，恰好勻速下滑。取sin37o=0.6，cos37o=0.8，求（1）物體受到的支持力與摩擦力的大??；（2）物體與斜面之間的動摩擦因數(shù)μGNf解法一：合成法FA、合成N與fB、合成N與GC、合成G與fFF37o(1)由三力平衡特點知：F=G=10N由圖可得：N=Fcos37o=8Nf=Fsin37o=6N(2)由f=μN得μ=f/N=0.75思考：斜面傾角減小時，G、N、f如何變化？如果斜面傾角增大時，G、N、f如何變化？例題1：如圖所示，一個重G=10N的物體，放在傾角為37o的33例題1：如圖所示，一個重G=10N的物體，放在傾角為37o的斜面上，恰好勻速下滑。取sin37o=0.6，cos37o=0.8，求（1）物體受到的支持力與摩擦力的大?。唬?）物體與斜面之間的動摩擦因數(shù)μGNf解法二：分解法G1分解G37o(1)由共點力的平衡條件可知：N=G2=Gcos37o=8Nf=G1=Gsin37o=6N(2)由f=μN得μ=f/N=0.75G2例題1：如圖所示，一個重G=10N的物體，放在傾角為37o的34例題1：如圖所示，一個重G=10N的物體，放在傾角為37o的斜面上，恰好勻速下滑。取sin37o=0.6，cos37o=0.8，求（1）物體受到的支持力與摩擦力的大??；（2）物體與斜面之間的動摩擦因數(shù)μGNf解法三：正交分解法顯示坐標系37o(1)由共點力的平衡條件可知：x方向：f2=N2即

fcos37o=Nsin37o……⑴y方向：N1+f1=G即Ncos37o+fsin37o=G……⑵聯(lián)立（1）（2）得N=8N;f=6N(2)由f=μN得μ=f/N=0.75xyN1N2f1f2顯示分力例題1：如圖所示，一個重G=10N的物體，放在傾角為37o的35例題2：如圖所示：某裝卸工人推著質量為m的木箱在水平地面上勻速運動。已知木箱與地面間的動摩擦因數(shù)為μ，該工人的推力與水平面間的夾角為α，重力加速度為g，求：推力F的大小。mgNFfF1F2解：水平方向：F1=f即Fcosα=f……①豎直方向：N=mg+F2即N=mg+Fsinα

……②又有f=μN……③聯(lián)立①②③得F=μmg/(cosα-μsinα)α例題2：如圖所示：某裝卸工人推著質量為m的木箱在水平mgNF36練習1：如圖，物體A在水平力F＝400N的作用下，沿傾角＝60°的斜面勻速下滑。物體A受的重力G＝400N,求斜面對物體A的支持力和A與斜面間的動摩擦因數(shù)。A600°FGFfNxyG1G2F1F2X方向：f+F1=G1即μN+Fcos60o=Gsin60oy方向：N=G2+F2即N=Gcos60o+Fsin60o=546N得μ=0.27練習1：如圖，物體A在水平力F＝400N的作用下，沿傾角＝37練習2、如圖所示，一個半徑為r，重為G的圓球被長為2r的細線懸掛在墻上，求細線對球的拉力F1和墻對球的壓力F2.解：物體受力如圖:細線對球的拉力F和墻對球的支持力N的合力F合練習2、如圖所示，一個半徑為r，重為G的圓球被長為2r的細線38例題3：如右圖所示，重力為G的電燈通過兩根細繩OB與OA懸掛于兩墻之間，細繩OB的一端固定于左墻B點，且OB沿水平方向，細繩OA掛于右墻的A點。1．當細繩OA與豎直方向成θ角時，兩細繩OA、OB的拉力FA、FB分別是多大?分析與解:根據(jù)題意,選擇電燈受力分析,它分別受到重力G，兩細繩OA、OB的拉力FA、FB，可畫出其受力圖，由于電燈處于平衡狀態(tài),則兩細繩OA、OB的拉力FA、FB的合力F與重力大小相等，方向相反，構成一對平衡力。FA=

G/CoSθ，F(xiàn)B=

G/Cotθ根據(jù)力的三角關系可得：例題3：如右圖所示，重力為G的電燈通過兩根細繩OB與OA懸掛392．保持O點和細繩OB的位置，在A點下移的過程中，細繩OA及細繩OB的拉力如何變化?FA=

G/CoSθ，F(xiàn)B=

G/CotθA′分析與解:在A點下移的過程中，細繩OA與豎直方向成θ角不斷增大。FA、FB不斷增大

例題3：如右圖所示，重力為G的電燈通過兩根細繩OB與OA懸掛于兩墻之間，細繩OB的一端固定于左墻B點，且OB沿水平方向，細繩OA掛于右墻的A點。1．當細繩OA與豎直方向成θ角時，兩細繩OA、OB的拉力FA、FB分別是多大?2．保持O點和細繩OB的位置，在A點下移的過程中，細繩OA及402．保持O點和細繩OB的位置，在A點下移的過程中，細繩OA及細繩OB的拉力如何變化?3．保持O點和繩OA的位置，在B點上移的過程中，細繩OA及細繩OB的拉力如何變化?Ｂ′FA、FB不斷增大

分析與解:在B點上移的過程中,應用力的圖解法,可發(fā)現(xiàn)兩細繩OA、OB的拉力變化規(guī)律。FA不斷減小，F(xiàn)B先減小后增大例題3：如右圖所示，重力為G的電燈通過兩根細繩OB與OA懸掛于兩墻之間，細繩OB的一端固定于左墻B點，且OB沿水平方向，細繩OA掛于右墻的A點。1．當細繩OA與豎直方向成θ角時，兩細繩OA、OB的拉力FA、FB分別是多大?FA

=

G/CoSθ，F(xiàn)B=

G/Cotθ2．保持O點和細繩OB的位置，在A點下移的過程中，細繩OA及41小結：解這種題型首先對動態(tài)平衡的物體受力分析，確定三個力的特點；找出不變力，則另兩個變力的合力就與該不變力構成一對平衡力，用力的合成分解法、圖解法或力的矢量三角形與結構三角形相似法解決。求解共點力體用下平衡問題的解題一般步驟：1)確定研究對象(物體或結點