3.5+共点力的平衡课件.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第三章,相互作用,力,第,5,节,共点力的平衡,平衡的艺术,平衡之美,一、复习回顾,1.,共点力,2.,二力平衡的特点,斜面上静止的物块,受力特点：,运动特点：,空中匀速下落的雨滴,两个力等大、反向、共线,静止或者匀速直线,F,阻,mg,二、共点力作用下物体的平衡状态,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。,静止状态特征：,v,0,，,a,0,。,放在桌面上的书,沿直线公路匀速前进的汽车,在拉力作用下从,A点,缓慢,滑到半球顶点,的小球,匀速直线运动特征：,v,0,，,a,0,。,物理学中有时也出现“缓慢移动”，可以认为物体时刻处于平衡状态。,静态平衡,动态平衡,三、共点力作用下物体的平衡条件,推理：在实际生产生活中，很多情况下物体受到三个力的作用而平衡，请同学们根据前面所学知识，推导物体受三个力作用时的平衡条件。,三力平衡条件,：任意两个力的合力与第三个力等大、反向、共线，也就是,三力的合力为,0,。,疑问：如果物体受更多的力,的作用而平衡，受力需满足什么样的平衡条件？,多力平衡条件：,物体受多个力时，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，也就是,多个力的,合力为,0,。,三、共点力作用下物体的平衡条件,1,、共点力的平衡条件：物体受力的,合力为,0,。,理解：,2,、,物体受多个力而平衡时，其中任意一个力与其余各力的合力大小相等、方向相反、作用在一条直线上。,四、三力平衡的受力特点,在实际生产生活中，很多情况下物体受到三个力的作用而平衡，那么这三个力有什么特点？,三个力可以构成首尾依次相连的闭合矢量三角形。,利用三力平衡的这个特点处理平衡问题的方法叫解三角形法。,五、例题讲解,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？,抽象简化,抓住关键主要因素,忽略次要因素,真实情境,理想模型,A,B,C,（一）、建模,五、例题讲解,将,滑梯抽象为一个斜面模型，以正在匀速滑下的小孩作为研究对象。,G,F,N,F,f,A,B,C,设斜面倾角为,，用,l,、,b,、,h,分别表示,AB,、,AC,和,BC,的长度。,（二）、,解析：,小孩,受到三个力的作用：重力,G,、斜面的支持力,F,N,和滑动摩擦力,F,f,。,当这,三个力的合力,为,0,时,，小孩能在获得一定的速度后匀速滑下，则斜面的高度即为所求的滑梯高度。,h,b,l,五、例题讲解,（三）、,解题：,方法一：解直角,三角形,G,F,N,F,f,A,B,C,F,f,F,N,解得,tan,=,由几何关系可得：,tan,可求得：,h=,b=,0.46,m=,2.4,m,以滑梯上正匀速下滑的小孩为研究对象，受力分析如图所示，,三个力可以构成闭合的矢量三角形，由几何关系可知：,h,b,l,五、例题讲解,（三）、,解题：,方法二：,正交,分解,G,F,N,F,f,A,B,C,以滑梯上正匀速下滑的小孩为研究对象，受力分析如图所示，,x,y,F,1,F,2,在,x,轴方向上,(1),在,y,轴方向上,(2),沿平行和垂直于斜面两个方向建立直角坐标系，把重力,G,沿两个坐标轴方向分解为,F,1,和,F,2,，,根据共点力平衡的条件和直角三角形中三角函数关系可知,：,五、例题讲解,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。如图所示，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,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,？,F,2,F,3,F,1,思考一：（,1,）研究对象是谁？,（,2,）受到哪几个力而平衡？,（,3,）为何,F,3,G,？,思考二：本题有几种不同的解决办法？,解三角形法,、正交分解法、,合成法、按力的作用效果分解,五、例题讲解,F,1x,F,1y,解三角形法,正交分解法,合成法,按力的作用效果分解,各种不同解决方法的受力及处理示意图,五、例题讲解,解直角三角形：,六、方法归纳,1,、确定研究对象,2,、对研究对象进行受力分析,3,、根据平衡条件，对研究对象受到的力进行处理，列平衡方程,常见的方法有：解三角形法,、正交分解法、,合成法、按力的作用效果分解,4,、对平衡方程求解,5,、讨论解的合理性和实际意义,七、拓展探究,例题,3,、,在例题,2,中，若,AOB,是一根绳，用一个轻质滑轮（或光滑挂钩）吊起重为,G,的重物。,思考：（,1,）,AOB,是一根绳，,OA,、,OB,绳的拉力有什么特点,？,（,2,）,OB,绳还能保持水平吗？试着把情景图画出来。,（,3,）这时,OA,绳与竖直方向夹角还是,吗？,（,4,）若已知,A,到墙角,E,的水平距离为,d,AOB,绳长为,l,则绳中张力为多大？,例题,3,、,在例题,2,中，若,AOB,是一根绳，用一个轻质滑轮（或光滑挂钩）吊起重为,G,的重物。,（,3,）这时,OA,绳与竖直方向夹角还是,吗？,（,4,）若已知,A,到墙角,E,的水平距离为,d,AOB,绳长为,l,则绳中张力为多大？,解析：以,O,点为研究对象，设此时绳中张力为,T,，滑轮对,O,点向下压力为,F,3,，,则：,T,T,F,3,2 T cos,=,F,3,（,1,）,F,3,=,G,（,2,）,设,AD,间距为,d,1,，,DE,间距为,d,2,，,AO,绳长为,l,1,，,BO,绳长为,l,2,，,则：,sin,=d/l,（,3,）,三式联立，解的,七、拓展探究,例题,3,、,在例题,2,中，若,AOB,是一根绳，用一个轻质滑轮（或光滑挂钩）吊起重为,G,的重物。,（,5,）若将,A,点向左移动少许，平衡后绳中张力大小如何变化？,（,6,）若将,B,点向上移动少许，平衡后绳中张力大小又如何变化？,根据绳上张力的表达式，你是不是能得到一些启发？,七、拓展探究,说明：,A,到墙角,E,的水平距离为,d,，,AOB,绳长为,l,1,、平衡状态：静止、匀速直线运动、,“,缓慢移动,”,2,、,共点力的平衡条件：物体受力的,合力为零,。,3,、共点力平衡常用的解题方法：,4,、共点力平衡问题的解题步骤,八、小结,研究对象；受力分析；列平衡方程；求解；检验,解三角形法、正交分解法、,合成法、按力的作用效果分解,