共点力的平衡

第二章力和力的平衡D共点力的平衡(1)从高耸的山峰、凌空托起的巨石到我们脚下的大地；从摩天高楼、电视塔到家庭中的家具，摆设，无一不处于平衡状态。一、共点力的平衡几个力作用在物体上同一点或力的作用线相交于同一点，这几个力叫共点力．1．共点力1．共点力不是F拉F拉FFFF浮F拉G是不是想一想：这些是不是共点力？F风(1)如果保持静止或者做匀速直线运动，我们就说这个物体处于平衡状态2．平衡状态：平衡状态的运动学特征：速度不变或为零加速度为零注意:“保持静止”不同于“瞬时速度为零”(2)物体如果受到共点力作用处于平衡状态，就叫共点力的平衡。练习1．下列物体中处于平衡状态的是（）A.站在自动扶梯上匀速上升的人B.沿光滑斜面下滑的物体C.在平直路面上匀速行驶的汽车D.做自由落体运动的物体在刚开始下落的瞬间AC物体受两个力作用时，只要两个力大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。则这两个力合力为零，物体处于二力平衡状态。GF二、共点力作用下物体的平衡条件1．二力平衡条件：F合=0问题：受到两个或多个共点力作用而处于平衡的物体，其受力各有什么特点？GFF2GF12物体受几个力的作用，将某几个力合成一个力，将问题转化为二力平衡。F1三力平衡二、共点力作用下物体的平衡条件2．三力平衡条件：物体受三个力作用时，其中任意二个力的合力总是与第三个力大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。这三个力合力为零，物体处于平衡状态。二、共点力作用下物体的平衡条件F合=03、多力作用下物体的平衡条件作用在物体上各力的合力为零平衡状态：静止、匀速直线运动平衡条件：合力等于零，即F合=0静止、匀速直线运动合力等于零，即F合=0三、平衡问题的方法和应用1、合成法2、分解法按效果分解正交分解法4、图解法3、相似三角形法例1：如图，一个重为G的圆球，被一段细绳挂在竖直光滑墙上，绳与竖直墙的夹角为α，则绳子的拉力和墙壁对球的弹力各是多少？αFG三、平衡问题的方法和应用F合α解法一：合成法FN=Gtanα作出F的平衡力F’,F’就是G和FN的合力。F=F合=GCOSαFNFFNGF2ααF1按效果分解法解法二F=F2=FN=F1=Gtanα解：作出重力G的二个分力F1和F2。GCOSαFFNGαα正交分解法解法三解：作出拉力F的二个分力F1和F2。F2=Fcosα=GF=GCOSαF1=Fsinα=FNGCOSαsinα=GtanαFN=xyF2F1小结：选取研究对象①单个物体还是物体的组合②结点对研究对象进行受力分析对力进行合成或分解根据平衡条件列方程求解解决共点力平衡问题的基本步骤：二个力的合力总是与第三个力平衡。常用作出已知力的平衡力并完成平行四边形ABO例2、已知电灯共重5N，电线OA与天花板的夹角为530。拉线OB水平。求：电线OA与拉线OB的拉力分别多大？Ｆ2GＦ1G’53ｏF2=G’/sin53O=G/sin53O=5/0.8=6.25NF1=G’/tan53O＝=G/tan53O＝5/1.33=3.75N解一：作出G的平衡力G’G2G1解二：作出重力G的二个分力G1和G2。F2=G2=G/sin53O=5/0.8=6.25NF1=G1=G/tan53O＝5/1.33=3.75N例3．三段不可伸长的细绳子OA、OB、OC能承受的最大拉力相同，它们共同悬挂一重物，如图所示，其中OA是水平的，A、B端固定。若逐渐增加C端所挂物体的质量，则最先断的绳（）A.必定是OAB.必定是OBC.必定是OCD.可能是OB，也可能是OCABOCＦ2FＦ1F’=G拓展1：若已知球半径为R，绳长为L，α角未知，绳子的拉力和墙壁对球的弹力各是多少？22()cosRLRRL例4：如图所示，一个重为G的圆球，被一段细绳挂在竖直光滑墙上，绳与竖直墙的夹角为α，则绳子的拉力和墙壁对球的弹力各是多少？αRRL22tan()RRLRF合αFFNG拓展2：在拓展1的基础上，若再减小绳长L，上述二力大小将如何变化？F=F合=,L↓→α↑→F↑FN=Gtanα,L↓→α↑→F↑cosGFFNGF合αα例5：如图所示，一个重为G的圆球，被一段细绳挂在竖直光滑墙上，绳与竖直墙的夹角为α，则绳子的拉力和墙壁对球的弹力各是多少？GCOSα例题6如右图所示，重为G的均匀链条，两端用等长的轻绳连接，挂在等高的地方，轻绳与水平方向成θ角．试求：（1）绳子的拉力；（2）链条在最低点的相互拉力的大小．【思路点拨】本题中要计算绳子的拉力，应该整体分析．而对于链条在最低点的拉力的大小，由于链条的对称性，可将链条在最低点处分为两半，任取一半作隔离分析即可．课堂小结：★平衡状态★平衡条件★平衡问题解决物体的平衡问题，首先是能够进行正确的受力分析，这是解决力学问题的基本功。要求对重力、弹力、摩擦力等几种常见的力产生条件、方向、大小等等都有明确而深刻的理解。其次是能够熟练地进行力的运算。利用平行四边形定则进行力的合成与分解；用正交分解法进行力的运算时，要建立坐标系。用三角形定则对受到三个力的物体进行动态的分析时，要画出三角形。搞清力的图形和几何图形之间的关系等等，这些都是一些基本的技能。课堂小结：练习部分P59/A、B下发校本试卷作业