必修 第一册6 共点力作用下物体的平衡优质课件ppt

这是一份必修 第一册6 共点力作用下物体的平衡优质课件ppt，共28页。PPT课件主要包含了学习目标，三平衡条件的应用，四动态平衡问题，本课小结，当堂检测等内容，欢迎下载使用。

知道什么是平衡状态。在二力平衡的基础上，经过科学推理，得出共点力的平衡条件：物体所受合力为0。会用共点力的平衡条件，分析生产和生活中的实际问题，体会物理学知识的实际使用价值，理解并掌握整体法与隔离法在共点力平衡问题中的应用。学会分析动态平衡问题。
在生活中，平衡无处不在。室内摆放的各种物品、雄伟的建筑、表演着平衡动作的杂技演员和体操运动员、大自然中耸立的山峰，乃至著名的比萨斜塔……它们都保持着静止。静止是平衡的一种表现。此外，沿平直铁路做匀速直线运动的列车、医院采集的血样中缓缓下沉的红细胞、发生沙尘暴时在空中徐徐下落的沙尘、在空中匀速飘移的飞艇、挂在降落伞上在空中匀速下降的救灾物资等，也都处于平衡状态。
一　共点力作用下物体的平衡状态
1　平衡状态生活中，课桌上的书本、放在弹簧上的小球、随传送带匀速运动的物体等都处于平衡状态；如果物体保持静止或匀速直线运动的状态，我们就说这个物体处于平衡状态。
二　共点力作用下物体的平衡条件
1　示例如图所示，放在水平桌面上的书，弹簧上端处于静止状态的小球，它们受到两个等大反向的力，作用效果抵消，合力F合=0。图丙，在水平推力的作用下，小球静止在光滑斜面上；图丁中物体在斜向上方的拉力作用下向右做匀速直线运动。像这样物体在三个或多个力作用下处于平衡状态时，其合力是否也为0？
甲　　　　　　　 　乙 丙 丁
2　受力分析（1）根据力的合成规律可知，图甲中小球所受水平推力和支持力可以用一个力F′来等效替代。合力F′与重力G平衡，则合力为0。
（2）图乙中物体受四个力作用，可以用正交分解的方法求合力，由于物体的运动状态不变，则Fx=0，Fy=0，即四个力的合力为0。方法总结：处于平衡状态的物体受到多个力的作用，这些力的合力必定为0。
说明：正交分解时，两个互相垂直的坐标轴的方向是任意的，但解答具体题目时，为方便作答，要选两个合适的方向建立坐标系。
例：如图为节日里悬挂灯笼的一种方式，A、B两点等高，O为结点，轻绳AO、BO长度相等，拉力分别为T1、T2，灯笼受到的重力为G。下列表述正确的是（　）A. T1一定小于G 　　　B. T1与T2大小相等C. T1与T2大小不相等　 D. T1与T2大小之和等于G
（1）二力平衡：如果物体在两个共点力的作用下处于平衡状态，这两个力必定大小相等、方向相反。（2）三力平衡：如果物体在三个共点力的作用下处于平衡状态，其中任意两个力的合力一定与第三个力大小相等、方向相反。三力首尾相连，构成封闭三角形，示例中T1、T2、G的关系如图所示。（3）多力平衡：如果物体受多个力作用处于平衡状态，其中任何一个力与其余力的合力大小相等、方向相反。
说明：如果物体在n个共点力作用下处于平衡状态，则其中（n-1）个力的合力与第n个力必定等大、反向。
问题1：如图（a） 所示，质量为1 kg 物体静止在倾角为30°的固定斜面上，则该物体受到斜面的支持力和摩擦力分别为多大?（g 取10 m/s2 ）
分析：物体受重力、支持力和摩擦力的作用，处于平衡状态，由平衡条件可知，该物体所受合力为零。
解：作出物体的受力示意图，并将重力分解到垂直于斜面和平行于斜面的方向，如图（b）所示。根据共点力作用下物体的平衡条件，可得该物体所受斜面的支持力N = mgcs30°= 8.66 N该物体所受斜面的摩擦力f = mgsin30°= 5 N
拓展：若该物体与斜面间的动摩擦因数等于0.3，要使该物体沿斜面匀速向上滑动，则需对物体施加多大的沿斜面的推力？
总结：分析平衡问题的三种常用方法
1　问题描述“动态平衡”是指物体所受力中有变力，即力的大小或方向发生变化，但变化过程中物体缓慢移动，像这种存在变力的平衡态叫动态平衡。这类问题中常用“缓慢”“慢慢”等词语叙述。例如：如图所示，用轻细绳AO和BO将质量为m的重物悬吊起来，静止时OA是水平的，OB与竖直方向的夹角为θ。已知重力加速度为g。设OA绳的拉力为F1，OB绳的拉力为F2。如果保持结点O的位置不变，将B点向左缓慢移动（同时增加绳长），则F1和F2如何变化？
说明：（1）解答平衡问题首先考虑应用平行四边形定则，若出现直角三角形，常用三角函数表示合力与分力的关系，根据平衡条件列方程，得到变量与不变量的关系式，根据式中变量的特点分析求解待求量的变化。（2）作图法分析动态平衡问题时，研究对象通常受三个力作用，且其中一个力大小、方向均不变（恒力），另一个力的方向不变，第三个力大小、方向均变化。通过化“动”为“静”，“静”中求“动”，把变量用示意图描绘出来。作图法中大小、方向均不变的力（恒力，常为重力）一般作为平行四边形的对角线（合力）。
1.人站在自动扶梯的水平踏板上，随扶梯斜向上匀速运动，如图所示，以下说法正确的是（　）A.人受到重力和支持力的作用B.人受到重力、支持力和摩擦力的作用C.人受到的合外力不为零D.人受到的合外力方向与速度方向相同
4.如图所示，直杆BC的一端用铰链固定于竖直墙壁上，另一端固定一个小滑轮C，细绳下端挂一重物，细绳的AC段水平。不计直杆、滑轮及细绳的质量，忽略所有摩擦。若将细绳的端点A稍向下移至A′点，使之重新平衡，则此时滑轮C的位置（　）A.在A点之上B.与A′点等高C.在A′点之下D.在AA′之间
5.城市中的路灯、无轨电车的供电线路，常采用三角形的拴接悬挂结构，如图所示是这种三角形结构的一种简化模型。图中硬杆OA可绕A点且垂直于纸面的轴转动，不计钢索OB和硬杆OA的重力，∠AOB=30°，如果钢索OB最大承受拉力为2.0×104 N，求：（1）O点悬挂物的最大重力。（2）硬杆OA对O点的最大支持力。