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高一物理教科版必修1 第1部分 第四章 第2、3節(jié)《共點力平衡條件的應用 平衡的穩(wěn)定性》課件(選學)

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高一物理教科版必修1 第1部分 第四章 第2、3節(jié)《共點力平衡條件的應用 平衡的穩(wěn)定性》課件(選學)

,歡迎進入物理課堂,第四章,第2、3節(jié),理解教材新知,把握熱點考向,知識點一,知識點二,考向一,考向二,考向三,應用創(chuàng)新演練,隨堂基礎鞏固,課時跟蹤訓練,1物體處于平衡狀態(tài)時,其合力為零,物體在某個方向上合力為零時,該物體在這個方向上也處于平衡狀態(tài)。2解決共點力作用下的物體平衡問題的基本方法有:力的合成法和分解法、整體法和隔離法、相似三角形法等。3平衡分為穩(wěn)定平衡、不穩(wěn)定平衡和隨遇平衡。,共點力平衡條件的應用,自學教材,1物體的靜態(tài)平衡物體所受的為零,處于的平衡狀態(tài)。2物體在某個方向上的平衡若運動的物體在某個方向上的,則在該方向上物體處于狀態(tài)。,合力,靜止,合力為零,平衡,重點詮釋,1選取研究對象的方法(1)整體法:對物理問題的整個系統(tǒng)或整個過程進行分析、研究的方法。(2)隔離法:從研究問題的方便性出發(fā),將物體系統(tǒng)中的某一部分隔離出來單獨分析研究的方法。,(3)整體法、隔離法的選取原則:通常在分析外力對系統(tǒng)的作用時,用整體法;在分析系統(tǒng)內各物體(或一個物體的各部分)間相互作用時,用隔離法;有時解答一個問題需要多次選取研究對象,整體法和隔離法交替應用。,2處理共點力平衡時常用的方法(1)合成法與分解法:對于三力平衡問題,具體求解時有兩種思路:一是將某兩個力進行合成,將三力轉化成二力,構成一對平衡力;二是將某個力沿另兩個力的反方向進行分解,將三力轉化為四力,構成兩對平衡力,該法常用于三力中有兩個力相互垂直的平衡問題。(2)正交分解法:物體所受的合力為零,則在任一方向上物體所受的合力都為零,如果把物體所受的各個力進行正交分解,即將各力分別分解到x軸和y軸上,則共點力作用下物體的平衡條件還可以表示為:Fx合0,Fy合0。,(3)相似三角形法:“相似三角形”的主要性質是對應邊成比例,對應角相等。在物理中,一般當涉及矢量運算,又構建了三角形時,若該三角形與圖中的某幾何三角形為相似三角形,則可用相似三角形法解題。,圖421,(4)矢量三角形法:物體受同一平面內三個互不平行的力作用平衡時,這三個力的矢量箭頭首尾相接(如圖421所示),構成一個矢量三角形。若三個力的矢量箭頭首尾相接恰好構成三角形,則這三個力的合力必為零。利用三角形法,根據正弦定理、余弦定理或相似三角形等數學知識可求得未知力。矢量三角形作圖分析法優(yōu)點是直觀、簡便,但它僅適于解決三力平衡問題。,圖422,1.如圖422所示,一箱蘋果沿著傾角為的斜面,以速度v勻速下滑。在箱子的中央有一個質量為m的蘋果,它受到周圍蘋果對它的作用力的方向()A沿斜面向上B沿斜面向下C豎直向上D垂直斜面向上,解析:箱子沿斜面勻速下滑,處于平衡狀態(tài),此時箱子中央質量為m的蘋果所受合外力為零,質量為m的蘋果所受重力豎直向下,故周圍蘋果對它的作用力方向豎直向上,C正確,A、B、D錯誤。答案:C,平衡的穩(wěn)定性,1.平衡的分類處于平衡狀態(tài)的物體在受到外力的微小擾動而偏離平衡位置時,若物體能到原先的狀態(tài),這樣的平衡叫做穩(wěn)定平衡;若物體回到原先的狀態(tài),這種平衡叫做不穩(wěn)定平衡;若物體在新的位置也能平衡,這種平衡叫做隨遇平衡。,自動恢復,不能自動,2決定平衡穩(wěn)定性的因素平衡能否穩(wěn)定取決于重力作用線與的相對位置。3穩(wěn)度物體的穩(wěn)定程度。,支持面,2下列關于平衡種類的說法正確的是()A穩(wěn)定平衡的物體受到擾動后重心會升高B不穩(wěn)定平衡的物體受到擾動后重心會升高C隨遇平衡的物體受到擾動后重心會降低D以上說法都不正確解析:不穩(wěn)定平衡的物體受到擾動后重心會降低,B項錯;隨遇平衡的物體受到擾動后重心高度不變,C項錯。本題正確選項是A。答案:A,求解平衡問題的常用方法,例1如圖423所示,質量為m1的物體甲通過三段輕繩懸掛,三段輕繩的結點為O。輕繩OB水平且B端與放置在水平面上的質量為m2的物體乙相連,輕繩OA與豎直方向的夾角37,物體甲、乙均處于靜止狀態(tài)。(已知:sin370.6,cos370.8,tan370.75,g取10m/s2。設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力)求:,圖423,(1)輕繩OA、OB受到的拉力是多大?(2)物體乙受到的摩擦力是多大?方向如何?(3)若物體乙的質量m24kg,物體乙與水平面之間的動摩擦因數為0.3,則欲使物體乙在水平面上不滑動,物體甲的質量m1最大不能超過多少?,思路點撥解答本題時應把握以下三點:(1)平衡時結點O受平衡力作用,三個力的合力為零。(2)OB繩的拉力與乙所受摩擦力平衡。(3)甲的質量最大時乙所受摩擦力達最大值。,借題發(fā)揮,(1)對處于平衡的物體受力分析時,采用合成法和分解法均可,但要注意研究的對象。(2)分解法和平衡法區(qū)別:研究對象不同:力的分解法研究的是某一個力,而平衡法研究的是處于平衡狀態(tài)的某一物體或某一點。解題的依據不同:力的分解法是根據某個力的作用效果,而平衡法是根據物體的受力平衡條件。,在上例中,若物體甲的質量為m12kg,物體乙與水平面之間的動摩擦因數為0.3,則欲使物體乙在水平面上不滑動,物體乙的質量至少是多少?,答案:5kg,整體法和隔離法處理平衡問題,例2如圖424所示,人重600N,木板重400N,人與木板、木板與地面間動摩擦因數皆為0.2,現在人用水平力拉繩,使他與木板一起向右勻速運動,則()A人拉繩的力是200NB人拉繩的力是100NC人的腳給木板的摩擦力向右D人的腳給木板的摩擦力向左,圖424,思路點撥解答本題時應注意以下兩點:(1)人與木板均處于平衡狀態(tài)。(2)人與木板間的摩擦力為靜摩擦力。,解析取人和木板作為一個整體,向右運動過程中受到的摩擦力fN(G1G2)200N,由平衡條件得,兩繩的拉力均為100N,B正確。再取木板研究,受到人的摩擦力ffF拉200N100N100N,方向向右。C正確。答案BC,借題發(fā)揮,當一個系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)時,組成系統(tǒng)的每一個物體都處于平衡狀態(tài)。一般地,當求系統(tǒng)內各部分間的相互作用時用隔離法;求系統(tǒng)受到外力作用時用整體法。整體法的優(yōu)點是研究對象少,未知量少,方程數少,求解較簡捷。在實際應用中往往將二者結合應用。,1.兩個相同的質量均為m的物體用兩塊同樣的木板A、B夾住,使系統(tǒng)靜止,如圖425所示,所有接觸面均在豎直平面內,求兩物體之間的摩擦力。解析:先對兩個物體組成的整體受力分析可得2f2mg。解得木板對物體的摩擦大小fmg,方向豎直向上,再隔離物體1分析可得,此時木板對物體1的摩擦力與物體1的重力平衡,故兩物體之間無摩擦力。答案:0,圖425,圖解法分析平衡問題,例3用兩根細繩OA、OB懸掛一個重物G,如圖426所示,其中繩OA沿水平方向,OB沿斜上方?,F保持O位置不動,逐漸向上移動A點直至細繩OA變?yōu)樨Q直。在這個過程中,OA、OB繩上的拉力如何變化?,圖426,思路點撥解答本題應把握以下三點:(1)重物對O點拉力的作用效果是對BO、AO繩產生拉力。(2)沿AO、BO方向分解重物的拉力。(3)改變A點位置,分解重物的拉力。,解析如圖所示,A1、A2為繩OA由水平方向變?yōu)樨Q直方向的過程中,繩的A端先后經過的幾個位置。重物對O點的拉力F的大小等于重物的重力G,方向豎直向下。當A先后經過各個位置時,將拉力F沿細繩的方向分解,由圖知OA受到的拉力先減小后增加,OB繩受到的拉力一直減小。答案OA繩上的拉力先減小后增加,OB繩上的拉力一直減小,借題發(fā)揮,(1)對研究對象進行受力分析,再根據平行四邊形定則或三角形定則畫出力的矢量關系圖,然后根據有向線段的長度變化判斷各個力的變化情況,這種方法叫做圖解法。(2)利用圖解法分析力的變化規(guī)律時,應當分析清哪個力是恒定不變的,哪個力是方向一定的,哪個力的大小和方向均改變,同時要分析出現最小值的力的條件。,2如圖427所示,是給墻壁粉刷涂料用的涂料滾的示意圖,使用時,用撐桿推著粘有涂料的涂料滾沿墻壁上下緩慢滾動,把涂料均勻粉刷到墻上,撐桿的重量和墻壁的摩擦力都忽略不計。而且撐桿足夠長,粉刷工人站在離墻壁一定距離處緩慢上推涂料滾,關于該過程中涂料滾對撐桿的壓力F1、涂料滾對墻壁的壓力F2,以下說法正確的是(),圖427,AF1增大,F2減小BF1減小,F2增大CF1、F2均增大DF1、F2均減小,解析:涂料滾的重力可分解為使涂料滾壓墻的分力和使涂料滾壓桿的分力,如圖所示,慢慢上推涂料滾時,重力不變,重力的水平分力的方向不變,斜向下的分力與豎直方向的夾角減小,由圖可得F1、F2均減小。故D正確。答案:D,同學們,來學校和回家的路上要注意安全,同學們,來學校和回家的路上要注意安全,

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