高中物理人教版 (2019)必修 第一册5 共点力的平衡集体备课ppt课件

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图甲、乙、丙、丁分别画出了重力为G的木棒在力F1和F2的共同作用下处于平衡状态的情况，这些力都位于同一平面内。根据每幅图中各个力作用线的几何关系，可以把上述四种情况的受力分成两类，你认为哪些情况属于同一类？你是根据什么来划分的？
观察右边两幅图中的石头和硬币都处于什么样的状态？
1.定义：物体受到几个力作用时，如果保持静止或匀速直线运动状态，我们就说这个物体处于平衡状态。
2.“静止”和“v=0”的区别和联系
a=0时，静止，处于平衡状态
a≠0时，不静止，处于非平衡状态，如自由落体初始时刻
根据初中所学过的二力平衡的知识，你认为受共点力作用的物体，在什么条件下才能保持平衡呢？
作用在同一物体上的两个力，如果大小相等、方向相反，并且在同一条直线上，这两个力平衡。二力平衡时物体所受的合力为0。
如果物体受到三个力的作用，你认为受共点力作用的物体，在什么条件下才能保持平衡呢？
我们可以根据平行四边形定则，求任意两个力的合力为一个力，最终把三力平衡问题转化为二力平衡问题。即三力的合力为0。
如果物体受到三个以上的力作用，你认为受共点力作用的物体，在什么条件下才能保持平衡呢？
我们可以根据平行四边形定则，任意一个力与其余各力的合力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上，最终把多力平衡问题转化为二力平衡问题。即物体所受的合力为0。
1.条件：在共点力作用下物体平衡的条件是合力为0。
2.公式：F合＝0，或Fx合=0和Fy合＝0。
3.由平衡条件得出的三个结论：
【例题1】某幼儿园要在空地上做一个滑梯，根据空地的大小，滑梯的水平跨度确定为6m。设计时，滑板和儿童裤料之间的动摩擦因数取0.4，为使儿童在滑 梯游戏时能在滑板上滑下，滑梯至少要多高？
以小孩为研究对象，受力分析
可得：h=μ·AC=0.4×6m=2.4m
应用共点力平衡条件解题的步骤:
(1)明确研究对象(物体、质点或绳的结点等)。(2)分析研究对象所处的运动状态，判定其是否处于平衡状态。(3)对研究对象进行受力分析，并画出受力示意图。(4)建立合适的坐标系，应用共点力的平衡条件，选择恰当的方法列出平衡方程。(5)求解方程，并讨论结果。
【例题2】生活中常用一根水平绳拉着悬吊重物的绳索来改变或固定悬吊物的位置。如图悬吊重物的细绳，其O点被一水平绳BO牵引，使悬绳AO段和竖直方向成θ角，若悬吊物所受的重力为G，则悬绳AO和水平绳BO所受的拉力各等于多少？
F4为F1和F2的合力， 则F4与F3平衡， 即：F4 ＝ F3 ＝G
如图，以O为原点建立直角坐标系。F2方向为x轴正方向，向上为y轴正方向。F1在两坐标轴方向的分矢量分别为F1x 和F1y 。因x、y两方向的合力都等于0，可列方程：
F2 － F1x ＝0
F1y － F3 ＝0
即 F2 － F1sinθ＝0 (1)
F1csθ－G ＝0 (2)
由(1)(2)式解得:F1＝G/csθ，F2＝Gtanθ。
如果我们研究的对象是两个或者两个以上的物体，并且物体间相互连接，此时我们如何讨论和研究它们彼此之间的受力呢？
1.整体法：将运动状态相同的几个物体作为一个整体进行受力分析的方法。
2.隔离法：将研究对象与周围物体分隔开进行受力分析的方法。
二、整体法和隔离法选用原则
1.整体法的选用原则：
研究系统外的物体对系统整体的作用力，受力分析时不要再考虑系统内物体间的相互作用
2.隔离法的选用原则：
研究单个物体所受的作用力，一般隔离受力较少的物体。
三、整体法和隔离法应用时受力分析的基本方法和步骤
1.明确研究对象：在进行受力分析时，研究对象可以是某一个物体，也可以是保持相对静止的若干个物体（整体）。研究对象确定以后，只分析研究对象以外的物体施予研究对象的力（既研究对象所受的外力），而不分析研究对象施予外界的力。
3.只画性质力，不画效果力： 画受力图时，只能按力的性质分类画力，不能按作用效果（拉力、压力、阻力等）画力，否则将出现重复。
2.隔离研究对象，按顺序找力：把研究对象从实际情景中分离出来，按先已知力，再重力，再弹力，然后摩擦力（只有在有弹力的接触面之间才可能有摩擦力），最后其它力的顺序逐一分析研究对象所受的力，并画出各力的示意图。
【例1】如图所示，物体a、b和c叠放在水平桌面上，水平力Fb=5N、Fc=10N分别作用于物体b、c上，a、b和c仍保持静止。以f1、f2、f3分别表示a与b、b与c、c与桌面间的静摩擦力的大小，则（　　）A．f1=5N，f2=0、f3=5NB．f1=5N，f2=5N、f3=0C．f1=0，f2=5N、f3=5ND．f1=0，f2=10N、f3=5N
解析： 为了研究a、b之间的摩擦力的情况，以物体a为研究对象，如图甲所示：
通过受力分析得到a与b之间没有摩擦力的作用，所以f1=0；
为了研究b与c之间的摩擦力的情况，以物体a、b整体为研究对象，如图乙所示：
在水平方向上，通过受力分析知b受c向右的静摩擦力f2与Fb平衡，故f2=Fb=5N
为了研究c与桌面之间的摩擦力的情况，以物体a、b、c整体为研究对象，如图丙所示：
通过受力分析知c受向左的静摩擦力f3与Fc-Fb平衡，故f3=Fc-Fb=5N ，故C正确。
解析：AB．以小球1和2为整体为研究对象，受力分析如下图
根据共点力平衡条件可得：
解析：CD．以小球2为研究对象，受力分析如下图，
1．如图所示，重物的质量为m，轻细绳AO和BO的A端、B端是固定的，平衡时AO是水平的，BO与水平方向的夹角为θ，重力加速度为g，AO的拉力F1和BO的拉力F2的大小分别是（　　）
2．如图为两种形式的吊车的示意图，OA为可绕O点转动的轻杆，轻杆的重力不计，AB为缆绳，当它们吊起相同重物时，杆OA在图（a）、（b）中的受力分别为Fa、 Fb，则下列关系正确的是（　　）A．Fa=FbB．Fa>FbC．Fa