2第5课时 共点力作用下物体的平衡专用课件.pptVIP

* 第4课时 共点力作用下物体的平衡 考点自清 1.共点力的平衡 物体受到的 为零,即F合= 或 平衡条件 物体处于 状态或 状 态,叫做平衡状态.(该状态下物体的加 速度为零) 平衡状态 力的作用点在物体上的 或力的 交于一点的几个力叫做共点力. 能简化成质点的物体受到的力可以视为 共点力 共点力 同一点 延长线 静止 匀速直线运动 合外力 0 2.平衡条件的推论 (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 ,方向 ,为一对 . (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 一定与第三个力大小 、 方向 . (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 大小 ,方向 . 相等 相反 平衡力 合力 相等 相反 合力 相等 相反 (4)三力汇交原理:物体在同一个平面内三个力作 用下处于平衡状态时,若这三个力不平行,则这三 个力必共点,这就是三力汇交原理. (5)矢量三角形法:物体受同一平面内三个互不平 行的力作用平衡时,这三个力的矢量箭头首尾相接 恰好构成一个封闭的三角形,即这三个力的合力必 为零,由此求得未知力. 热点一 求解平衡问题的基本思路 平衡类问题不仅仅涉及力学内容,在电磁学中常涉 及带电粒子在电场、磁场或复合场中的平衡,通电导 体棒在磁场中平衡,但分析平衡问题的基本思路是一 样的. 1.分析平衡问题的基本思路 (1)巧选研究对象(整体法和隔离法); (2)明确平衡状态(加速度为零,匀速或静止); (3)受力分析(规范画出受力示意图); 热点聚焦 (4) 灵活选取方法 1.根据力的合成、分解直接画力的平行四边形 （三力平衡问题） 2.正交分解法（一般三力以上的平衡问题） 3.矢量三角形法（三力动态平衡问题） (5)建立平衡方程 （6）求解或讨论(解的结果及物理意义). 【例2】如图2所示,一球A夹在竖直墙与 三角劈B的斜面之间,三角劈的重力为 G,劈的底部与水平地面间的动摩擦因 数为μ,劈的斜面与竖直墙面是光滑的. 问:欲使三角劈静止不动,球的重力不能超过多 大?(设劈的最大静摩擦力等于滑动摩擦力) 解析 由三角形劈与地面之间的最大静摩擦力,可 以求出三角形劈所能承受的最大压力,由此可求出 球的最大重力. 图2 球A与三角形劈B的受力情况如下图甲、乙所示,球A 在竖直方向的平衡方程为:GA=FNsin 45° ① 三角形劈的平衡方程为: Ffm=FN′sin 45° ② F NB=G+FN′cos 45° ③ 另有Ffm= FNB ④ 由②、③、④式可得:FN′= 而FN=FN′,代入①式可得: 答案 球的重力不超过 处理平衡物理中的临界问题和极值问题, 首先仍要正确受力分析,搞清临界条件并且要利用好 临界条件,列出平衡方程,对于分析极值问题,要善于 选择物理方法和数学方法,做到数理的巧妙结合. 对于不能确定的临界状态,我们采取的基本思维方法 是假设推理法,即先假设为某状态,然后再根据平衡 条件及有关知识列方程求解. 规律总结 答案 【例3】如图4所示,质量为m1=5 kg 的物体,置于一粗糙的斜面上,用 一平行于斜面的大小为30 N的力F 推物体,物体沿斜面向上匀速运动,斜面体质量 m2=10 kg,且始终静止,取g=10 m/s2,求: (1)斜面对滑块的摩擦力. (2)地面对斜面体的摩擦力和支持力. 图4 解析 (1)用隔离法:对滑块作受力分析,如下图甲 所示,在平行斜面的方向上 F=m1gsin 30°+Ff, Ff=F-m1gsin 30°=(30-5×10×0.5) N=5 N (2)用整体法:因两个物体均处于平衡状态,故可以将 滑块与斜面体当作一个整体来研究,其受力如上图乙 所示,由图乙可知:在水平方向上有F地=Fcos 30° =15 N;在竖直方向上有FN地=(m1+m2)g-Fsin 30° =135 N 答案 (1)5 N (2)15 N 135 N 13.两根长度相等的轻绳,下端悬挂一 质量为m的物体,上端分别固定在水 平天花板上的M、N点,M、N两点 间的距离为l,如图12所示,已知两根 绳子所能承受的最大拉力均为FT,则每根绳子的长 度不得短于多少？ 解析 物体受