[高三理化生]第5课时 共点力作用下物体的平衡1.pptVIP

第三单元 共点力作用下物体的平衡 第5课时 共点力作用下物体的平衡 1.共点力:作用于物体上 的力,或力的 相 交于一点的力叫做共点力. 2.平衡状态:物体处于 或 运动状态叫做平衡状态3.共点力作用下物体平衡的运动学特征是 为零,动力 学特征是 为零. 4.共点力作用下物体的平衡条件: . 力的概念 基础回顾 同一点 作用线 静止 匀速直线 物体受到的合力为零 加速度 合外力 1.物体的速度为零就是处于平衡状态吗? “静止”满足两个条件,加速度和速度都为零,缺一不可.要 注意“保持”某状态与“瞬时”某状态有区别.例如,竖直 上抛的物体运动到最高点时,这一瞬时的速度为零,但这一 状态不可能保持,因而上抛物体在最高点不能称为静止.也 就是说,保持静止与速度为零不是一回事. 要点深化 2.平衡条件有哪些常用的推论? (1)如果物体在两个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,为一对平衡力. (2)如果物体在三个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. (3)如果物体受多个力作用而处于平衡状态,其中任何一个 力与其他力的合力大小相等、方向相反. (4)当物体处于平衡状态时,沿任意方向物体所受的合力均 为零. (5)三力汇交原理:如果一个物体受到三个非平行力作用而 平衡,这三个力的作用线必定在同一平面内,而且必为共点 力. 1.重为G的均质杆一端放在粗糙的水平面上, 另一端系在一条水平绳上,杆与水平面成 α角,如图所示,已知水平绳中的张力大小F1,求地面对杆下 端的作用力大小和方向. 解析 地面对杆的作用力是地面对杆的弹力和摩擦力两个 力的合力,根据三力汇交原理知三力必共点.如图所示,这样 杆共受三个彼此不平行的作用力,设F与水平方向夹角为β, 由平衡条件有Fsinβ=G ① Fcosβ=F1 ② 解①②式得: 答案 即学即用 方向与地面夹角 1.解决物体的平衡问题遵循的基本规律则是共点力作用下物 体的平衡条件:F合=0. 2.解平衡问题的基本步骤 (1)选定 ,依据题意应该用整体法还是隔离法更有 利于解决问题应视具体问题而定. (2)对研究对象进行准确的 ,找出哪些物体对要 研究的物体有力的作用. (3)画出 图,并将某些力进行合成或分解,作出平 行四边形. (4)根据平衡条件: ,列出平衡方程进行求解. 平衡问题的解决方法 基础回顾 研究对象 受力分析 受力示意 F合=0 求解平衡问题的常用规律有哪些? (1)相似三角形法. (2)矢量图解法. (3)拉密原理:三个共点力平衡时,每个力与另外两个力夹角的 正弦之比均相等,这个结论叫拉密原理.表达式为. 要点深化 (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. 2.如图所示,重物的质量为m,轻细线AO和BO的A、B端是固 定的,平衡时AO是水平的,BO与水平面的夹角为θ,AO的拉 力F1和BO的拉力F2的大小是 ( ) A.F2=mgcosθ B.F1=mgcotθ C.F2=mgsinθ D.F2= 解析 以结点O为研究对象,受三力平衡 即学即用 解法一 合成法 根据平衡条件F=mg，如右图所示,在△OFF2中 F2= F1=Fcotθ=mgcotθ,选项B、D正确. 解法二 分解法 如右图所示,将重力mg分解为F1′和F2′ 解三角形OF1′(mg) F1′=mgcotθ F2′= 根据平衡条件 F1=F1′=mgcotθ,F2=F2′= 答案 BD 【例1】 (1)当物体从高空下落时,空气阻力随速度的增大而 增大,因此经过一段距离后将匀速下落,这个速度称为此物 体下落的终极速度.已知球形物体速度不大时所受的空气阻 力正比于速度v,且正比于球半径r,即阻力f=krv,k是比例系 数,对于常温下的空气,比例系数k=3.4×10