第五节共点力的平衡条件概要.ppt

第五节 共点力的平衡条件 感受自然界平衡之美 我们描述某些物体状态时常用“平衡”这个词，大家能否联想一下自己日常生活中的例子，哪些物体是平衡的？ 在物理学中“平衡”这个词究竟是什么含义呢？ 1.知道什么叫共点力作用下的平衡状态 2.掌握共点力的平衡条件 3.会用共点力的平衡条件解决有关平衡问题 (难点) 一、平衡状态 1.定义：物体处于静止或者保持匀速直线运动的状态叫做平衡状态 2.常见情形 FN G F f FN G G FN f 静止在桌面上的木块 匀速行驶的汽车 静止在斜面上的木块 二、共点力的平衡条件 为了使物体保持平衡状态，作用在物体上的力所必须满足的条件，叫做共点力的平衡条件. 下面我们一起来寻找其平衡条件 三、探究共点力的平衡条件 1.二力平衡条件：两个力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上 FN G F G 实验：探究三个共点力的平衡条件 2.三个共点力的平衡条件 一个物体受到三个力的作用而处于平衡状态时，其中任意两个力的合力应该与第三个力大小相等，方向相反，作用在同一条直线上. 试验数据处理： 方案1：力的合成 F12=-F3(F12表示F1、F2的合力） 方案2：力的分解 F1=-F31(F31表示F3在F1方向上的分力) F2=-F32（F32表示F3在F2方向上的分力） 因此由实验可得出结论： 三个共点力作用下物体的平衡条件为： F合=0 3.寻找三个以上的共点力的平衡条件： 根据力的合成定则，我们可以把任意两个共点力用一个力代替，据此，逐步地等效简化，三个以上的共点力最终也都可以等效简化为两个共点力，如四个力的简化.二力平衡的 物体合外力为 0. F2 F123 F12 F1 F3 F4 推广：物体在三个以上共点力作用下的平衡 条件也是所受合力为零，即F合＝0 推论：当物体处于平衡状态时，它所受的某一个力与其余的力的合力等值反向. 五、共点力作用下平衡问题的解题步骤： 1.确定研究对象; 2.对研究对象进行受力分析，并画受力图； 3.根据物体的受力和已知条件，采用力的合成、分解、图解、正交分解法，确定解题方法； 4.解方程，进行讨论和计算. 例：用绳子将鸟笼挂在一根横梁上，OA与横梁的夹角60°，OA与OB垂直，如图所示。若鸟笼重为20N.求：（1）绳子OC对鸟笼的拉力； （2）绳子OA和OB对结点O的拉力. 解：⑴对鸟笼分析 由二力平衡得 OC对鸟笼的拉力的大小为T′=G=20N ⑵对结点分析 由共点力的平衡得：F12＝T 由三角函数关系得 F1=F12cos60° F2=F12sin60° 代入数据，可解得：F1=10N,F2= N T F1 F2 F12 解法２ 对结点分析(如图) 按平行四边形定则分解Ｔ 由三角函数可得 T1=Tcos60° T2=Tsin60° 由牛顿第三定律知 T=T′ 根据共点力的平衡条件得 F1=T1 F2=T2 代入数据，可解得：F1=10N,F2= N T F1 F2 Ｔ2 T1 平衡状态: 物体处于静止或匀速直线运动的状态 平衡条件: F合=0 解题方法: 合成法、分解法 共点力作用下物体的平衡 1.（双选）平衡状态是指物体的运动状态保持不变， 下列运动状态属于平衡状态的有（ ） A.静止 B.自由落体运动 C.匀速直线运动 D.匀速圆周运动 AC