鲁科版物理必修一课件第五章第3节、力的平衡

空白演示在此输入您的封面副标题•第3节、力的平衡感悟平衡之美图1：蘑菇石图2：商场电梯上的人图3：远古巨石图4：平稳飞行的飞机提出问题：在自然界物体存在的形式是多种多样的。矗立的岩石和各类建筑，马路上逐渐加速的汽车，匀速上升的电梯上站立的人，绕太阳运转的地球等等。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的日常生活中的例子，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？物体处于静止或者做匀速直线运动的状态叫平衡状态，这里包括速度恒为零的静止状态，是一种静态的平衡；也包括运动间的平衡，即速度不为零、但大小方向都不变的匀速直线运动状态。那么力的平衡要满足什么条件呢？寻找共点力的平衡条件：根据力的合成法则，任意两个力的合力与第三个力大小相等，方向相反，作用在同一直线上。据此，三个以上的共点力最终都可以等效简化为两个共点力。推广：物体在共点力作用下的平衡条件是所受合力为零。即F合＝0推论：当物体处于平衡时，它所受的某一个力与其余的力的合力等值反向。一、平衡状态1、定义：在共点力作用下，物体保持静止或匀速直线运动，我们就说物体处于平衡状态。注：1）保持静止的含义2）状态相对地面而言思考：竖直上抛到最高点的物体是否处于平衡状态？2、物体的平衡条件：作用在物体上的所有力的合力为0.即F合=0F合=0F合=0或者例1：有两条绳子a和b使小球处于静止状态。已知球质量m，b水平，a与墙的夹角为θ。求a绳对小球拉力F1和b对小球的拉力F2。解:1.选小球为研究对象2.受力分析(如图)：该球受三个力的作用,即:小球的重力mg,a对O点的拉力F1，b对O点的拉力F23.合成，计算方向都沿绳的收缩方向tan;cos/21mgFmgF二、三力平衡问题例题2：如图所示：细线的一端固定于A点，线的中点挂一质量为m的物体，另一端B用手拉住，当AO与竖直方向成角，OB沿水平方向时，AO及BO对O点的拉力分别是多大？解析：先以物体m为研究对象，它受到两个力，即重力和悬线的拉力，因为物体处于平衡状态，所以悬线中的拉力大小为F＝mg。再取O点为研究对像，该点受三个力的作用，即AO对O点的拉力F1，BO对O点的拉力F2，悬线对O点的拉力F，如图所示：a：用力的分解法求解：将F＝mg沿F1和F2的反方向分解，得到,cos/;tan///mgFmgF得到tancos/21mg；FmgFb：用正交分解合成法求解：建立平面直角坐标系由Fx合=0;及Fy合=0得到:211sin0cosFFmgF解得:tan;cos/21mgFmgF2：结合例题总结求解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）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。例题3如图所示：重为G＝3N的小球在竖直挡板作用下静止在倾角为θ=30o的光滑斜面上，已知挡板也是光滑的，求：（1）挡板对小球弹力的大小；（2）斜面对小球弹力的大小。2.平衡种类和稳度（1）平衡种类:1.稳定平衡2.稳定平衡3.随遇平衡（2）提高稳度的方法：降低重心增大支持面作业：P931、2、3、4