高中物理人教版 (2019)必修 第一册第三章 相互作用——力5 共点力的平衡课文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，这些力都位于同一平面内。根据每副图中各个力作用线的几何关系，可以把这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？
从图中可以看出：图甲和图丁中木棒所受的力是共点力。图乙和图丙中木棒所受的力不是共点力。
定义如果几个力共同作用在同一点上，或者虽不作用在同一点上，但它们的延长线交于同一点，这几个力就叫做共点力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。例如：桌上的书、屋顶的灯、随传送带匀速运送的物体、沿直线公路匀速前进的汽车，都处于平衡状态
二力平衡：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。如果物体受到多个共点力作用，我们可以逐步通过力的合成，最终等效为两个力的作用。如果合力为零，物体将处于平衡状态共点力平衡平衡状态：物体处于静止或匀速直线运动的状态平衡条件：合外力等于0，即F合=0
例题1（单选题）下列哪组力作用在物体上不能使物体做匀速直线运动（ ）A.3N, 4N, 8N B.3N，5N, 5NC.2N, 4N, 6N D.6N, 7N, 9N
分析：要使三力的合力为零，则应满足任意两力之和大于第三力，任意两力之差小于第三力； 而A中两最小力的合力只有7N，小于8N，故A合力不可能为零，故A不能使物体做匀速直线运动，而其他各项均有可能合力为零。
例题2（多选题）同一平面内几组共点力中，它们的合力可能使物体处于平衡状态的有( )A.5N、9N、15N B.9N、12N、20NC.5N、12N、6N D.10N、14N、24N
分析：A.F1=5N与F2=9N合力的范围为4N≤F合≤14N, F3=15N和F1与F2的合力大小不能相等，则三个力的合力不能为零，物体处于平衡状态，故A错误；B.F1=9N与F2=12N的合力范围为3N≤F合≤21N，F3=20N和F1与F2的合力大小能相等，三个力的合力可能为零，物体处于平衡状态，故B正确； C.F1=5N与F2=12N的合力范围为≤F合≤ 17N，F3=6N和F1与F2的合力大小不可能相等，则三个力的合力不可能为零，不能使物体处于平衡状态，故C错误；D.F1=10N与F2=14N的合力范围为≤F合≤ 24N，F3=24N和F1与F2的合力大小可能相等，三个力的合力可能为零，物体处于平衡状态，故D正确。
例题3（单选题）如图所示，一个物体沿固定斜面匀速下滑，关于物体所受的力，下列说法中正确的是（ ）A.物体所受合力的方 向沿斜面向下 B.物体所受重力和支持力的合力的方向沿斜面向下C.物体所受的重 力和支持力大小相等 D.物体匀速下滑的速度越大，它所受的摩擦力越小
分析：A、物体受到重力、支持力及摩擦力而做匀速直线运动，由共点力的平衡条件可知物体所受合力为零，故A错误； B物体受到的摩擦力沿斜面向上，因物体受三个力而处于平衡，故重力与支持力的合力的方向一定与摩擦力方向相反，故二力的合力一定沿斜面向下，故B正确； C在垂直于斜面方向上，物体受到的合力应为零，故支持力应等于重力垂直于斜面的分力，即支持力小于重力，故C错误；D滑动摩擦力F= μFN，故摩擦力与下滑速度无关，只与正压力及动摩擦因数有关，故D错误。
例题4（单选题）如果两个力彼此平衡，则它们（ ）A.必是作用力和反作用力 B.必不是作用力和反作用力C.必是同种性质的力 D.可以是作用力和反作用力，也可以不是!
分析：作用力与反作用力是两个不同物体受到的力，而两个力彼此平衡，作用力在同一个物体上，所以两个力彼此平衡，必不是作用力和反作用力，故A错误，B正确；平衡力的性质可以相同，也可以不同，故C错误；两个力彼此平衡，根据平衡条件得知，必定作用在同一物体上，必不是作用力和反作用力，故D错误。
1.物体之所以处于不同的运动状态，是由于它们的受力情况不同。要研究物体的运动，必须分析物体的受力情况。正确分析物体的受力情况，是研究力学问题的关键，是必须掌握的基本功。2.受力分析的实质就是将某个物体的受力，用力的示意图画出来的过程，依据力的概念、从物体所处的环境(有多少个物体接触)和运动状态着手，分析它与所处环境的其它物体的相互联系,本身并不复杂。受力分析有其固定的分析套路。
[第一步]找对象确定所研究的物体，然后找出周围有哪些物体对它产生作用。不要找该物体施于其它物体的力譬如所研究的物体叫A,那么就应该找出“甲对A” 和“乙对A”及“丙对A”的而“A对甲” 或“A对乙”等的力就不是A所受的力.也不要把作用在其它物体.上的力错误地认为通过“力的传递”作用在研究对象上。.
[第二步]按顺序先画重力：作用点画在物体的重力次画接触力(弹力和摩擦力)：绕研究对象逆时针(或顺时针)观察一周， 看对象跟其他物体有几个接触点(面),对每个接触点(面)若有挤压，则画出弹力，若还有相对运动或趋势，则画出摩擦力；再画其他场力：看是否有电、磁场力作用,如有则画出场力。
要熟记：弹力的方向一定与接触面或接触点的切面垂直，摩擦力的方向一定沿着接触面与物体相对运动(或趋势)方向相反。分析完一个接触点(面)后再依次分析其他的接触点(面)。
[第三步]再检查对物体进行受力分析时，经常会出现多力的情况，因此在进行受力分析时应注意以下几点：（1）只分析研究对象所受的力，不分析研究对象对其他物体所施加的力。（2）每分析一个力,都应找到施力物体，若没有施力物体，则该力一定不存在。这是防止“多力”的有效措施之一。检查一下 画出的每个力能否找出它的施力物体,特别是检查一下分析的结果，能否使对象与题目所给的运动状态(静止或加速)相-致，否则，必然发生了多力或漏力现象。
[第三步]再检查（3）合力和分力不能同时作为物体受到的力。（4）只分析根据力的性质命名的力(如重力、弹力、摩擦力)，不分析根据效果命名的力(如下滑力、上升力等)。
整体法：处理方法：将速度相同的几个相互关联的物体作为一个整体进行分析的方法选用原则：研究系统外的物体对系统的作用力注意问题：受力分析时不考虑系统内各物体之间的相互作用力隔离法：处理方法：将所研究的对象从周围的物体中分离出来进行分析的方法选用原则：研究系统内部各物体之间的相互作用力注意问题：一般情况下隔离受力较少的物体
假设法处理方法：在受力分析时，若不能确定某力是否存在,可先对其作出存在或不存在的假设的方法选用原则：根据力存在与否对物体运动状态影响的不同来判断力是否存在注意问题： 一般在分析弹力或摩擦力时应用
例题5-1（简答题）如图，轻绳OA一端系在天花板上,与竖直方向夹角37°，轻绳OB水平，一端系在墙上，结点O处挂一重为40N的物体。做出O受力图。
分析：要求作出O点受到的三个力。
例题5-2（简答题）如图，轻绳OA一端系在天花板上,与竖直方向夹角37°，轻绳OB水平，一端系在墙上，结点O处挂一重为40N的物体。求OA、OB的拉力各为多大？
例题6（单选题）如图所示，三个相同的物体叠放在水平面上，B物体受到水平拉力的作用，但三个物体都处于静止状态，下列判断正确的是（ ）A.各个接触面都是粗糙的 B.A与 B的接触面可能是光滑的C.C与水平面的接触面可能是光滑的 D.B与C的接触面可能是光滑的
分析：AB.以A为研究对象，根据平衡条件得知，B对4没有摩擦力，则A与B的接触面可能是粗糙的，也可能是光滑的，故A错误，B正确；C.以ABC三个物体组成的整体为研究对象，根据平衡条件得到，地面对C的摩擦力大小等于F，方向水平向左，则C与水平面的接触面一定是粗糙的，故C错误；D.以AB组成的整体为研究对象，根据平衡条件得知，C对B的摩擦力大小等于F，方向水平向左，则BC间一定是粗糙的，故D错误。
1.（单选题）如图所示，与竖直方向成45°角的天花板上有一物块，该物块在竖直向上的恒力F作用下恰好能沿天花板匀速上升，则下列说法中正确的是（ ）A.物块一定受两个力的作用 B.物块一定受三个力的作用C.物块可能受三个力的作用 D.物块可能受三个力的作用
分析：物块沿天花板匀速上升，受力平衡，对物块受力分析可知，若斜面对物块没有向下的压力，则物块受到重力和向上的恒力。若斜面对物块有垂直斜面向下的压力，则必定有沿斜面向下的摩擦力，则物块受到重力、向上的恒力、垂直斜面向下的压力和沿斜面向下的摩擦力，所以物块可能受到两个力，也可能受到四个力，故ABC错误，D正确。故选D
2.（单选题）如图所示，一端搁在粗糙水平面上另一端系一根细线(线竖直)处于静止状态的重直杆A受到的作用力个数为（ ）A.1 B.2 C.3 D.4
分析：棒保持静止状态，合力为零;对棒受力分析，受重力、绳子竖直向上的拉力，地面的支持力，由于绳子竖直向上的拉力，有合力为零，故地面对棒没有静摩擦力，因此棒共受到3个力作用，故C正确，ABD错误；故选：C
3.（单选题）如图所示，用等大反向的力F和F‘压住两块木板，中间夹着一个重量为G的立方体金属块，它们一起处于静止状态，则（ ）A.木板和金 属块之间肯定有摩擦力 B.金属块受三个力作用C.若同时增大F和F'木块和金属块之间的摩擦力会增大D.若同时增大F和F'，金属块所受合力会增大
分析：A.B.由题知，金属块处于静止状态，受力平衡，受到：重力、左侧木板的压力和摩擦力，右侧木板的压力和摩擦力，共5个力作用，故A正确，B错误； C.D.若同时增大F和F‘，金属块仍处于静止状态，合力为零，所受的摩擦力与重力平衡，则知摩擦力保持不变，故C、D错误。
4.（单选题）如图在倾斜的滑杆上套一个质量为m的圆环，圆环通过轻绳拉着一个质 量为M的物体，在圆环沿滑杆向下滑动的过程中，悬挂物体的轻绳始终处于竖直方向，则（ ）A.环只受三个力作用 B.环一定受四个力作用C.物体做匀加速运动 D.悬绳对物体的拉力小于物体的重力
分析：以物体为研究对象，物体沿滑杆向下做直线运动，加速度为零，或加速度与速度在同一直线上，而物体受到竖直向下重力和绳子竖直向上的拉力，这两个力的合力必为零，说明物体做匀速直线运动，则环也做匀速直线运动，环受到重力、绳子竖直向下的拉力、滑杆的支持力和滑动摩擦力，共四个力作用，故AC错误，B正确；D.由平衡得到，悬绳对物体的拉力等于物体的重力，故D错误。
成功的花，人们只惊慕她现时的明艳！然而当初它的芽儿，浸透了奋斗的泪泉，洒遍了牺牲的血雨。