共點力平衡條件的應用

共點力平衡條件的應用2021/6/271

復習：（1）如果一個物體能夠保持_______或

，物體就處于平衡狀態(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。

b：它所受的某一個力與它所受的其余外力的合力關系是

。本節(jié)課我們來運用共點力的平衡條件求解一些實際問題。2021/6/272一、物體的靜態(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：處于靜態(tài)平衡的物體所受共點力的合力為零。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)，我們稱為動態(tài)平衡。2、受力特點：處于動態(tài)平衡的物體所受共點力的合力為零。2021/6/273例1、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，求球對細線的拉力F′和球對墻的壓力N′為？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，結合相互作用力的關系可得：2021/6/274例2、在水平地面上有一質(zhì)量為11kg的物體，它受到與水平方向成370角斜向上的50N的拉力作用，在水平方向做勻速直線運動，g=10m/s2，求物體與地面間的動摩擦因數(shù)（sin370=0.6,cos370=0.8）2021/6/2752021/6/276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，用力的合成或分解法、圖解法或力的矢量三角形與幾何三角形相似法等求解。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，結點不計重力)；

2)對研究對象進行受力分析，并畫受力示意圖；

3)分析判斷研究對象是否處于平衡狀態(tài)；

4)根據(jù)物體的受力和已知條件，運用共點力平衡條

件，選用適當方法計算求解。2021/6/277鞏固練習如圖所示，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。ＭＮＯＧＣA2021/6/278三、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：

把幾個沒有相對加速度的物體看作一個物體去作研究對象(方法同隔離法一樣)。如：物體間相對靜止，都做勻速直線運動（速度不同），一個靜止一個勻速直線運動，以相同加速度變速直線運動（第三章內(nèi)容）等。2021/6/279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(zhì)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、根據(jù)物體的運動狀態(tài)去檢查物體的受力情況。2021/6/2710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。2021/6/27112、畫出下列情況，在地面上A、B、C三物體的受力示意圖。（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。2021/6/2712什么是動態(tài)平衡？物體處于一系列的平衡狀態(tài)中，此過程中外力在發(fā)生變化，但合力始終為零。變化的外力一般是被動力（微變彈力、靜摩擦力）。解決動態(tài)平衡問題的關鍵是：在變化中找到不變。動態(tài)平衡2021/6/2713解決動態(tài)平衡的步驟:

正確分析物體動態(tài)平衡問題，可分三步進行：1、對物體的初狀態(tài)進行受力分析。2、在變化過程中，找出不變的物理量。3、應用平行四邊形法則（三角形法則）進行判斷。2021/6/2714解決動態(tài)平衡的方法物理方法：三力平衡問題用合成法，多力平衡用分解法（一般采用正交分解法）。數(shù)學方法：三力平衡用圖解法，多力平衡用公式法（計算法）。2021/6/2715例1、如圖所示，人站在岸上通過定滑輪用繩牽引小船，若水的阻力恒定不變，則在船勻速靠岸的過程中，繩的拉力和船受到的浮力如何變化？2021/6/2716點評：多力平衡，正交分解用計算法進行分析。拉力T變大,浮力F變小。2021/6/2717例2、如圖所示，一個重為G的球放在光滑斜面上，斜面傾角為α，在斜面上有一光滑的不計厚度的木板擋住，使之處于靜止狀態(tài)，今使板與斜面夾角β緩慢增大，問：在此過程中，球對擋板、斜面的壓力如何變化？θβ2021/6/2718θβGFN1FN2F2θF1θGFN1FN2F2θF1θGFN1FN2F2θF1θGFN22021/6/2719點評：合力的大小、方向不變，一個分力的方向不變，則當兩分力垂直時，另一分力有最小值。這是用三角形法則求物體的動態(tài)平衡。θG由力作用的相互性可得：對擋板壓力先減小后增大,對斜面的壓力始終減小。2021/6/2720例3、光滑的半球固定在水平地面上，球心正上方有一滑輪，輕繩的一端系一小球靠在半球上，另一端繞過定滑輪后用力拉住，使小球靜止，如圖3所示，現(xiàn)緩慢地拉繩，在使小球沿球面上移過程中，半球對小球的支持力N和繩對小球的拉力T的大小變化情況如何？2021/6/2721GFNF拉2021/6/2722點評：合力大小方向不變，力的矢量三角形與幾何三角形相似。T變小,N保持不變。2021/6/2723思考題：如圖所示中OA為彈性輕繩，其一端固定于天花板上的O點，另一端與水平地面上的滑塊A相連．B為緊挨繩的一光滑水平小釘，它到天花板的距離BO等于彈性繩的自然長度?，F(xiàn)用一水平力F作用于A