3.5 共点力的平衡条件ppt课件
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1、,第五节 共点力的平衡条件,第三章 研究物体间的相互作用,学习目标,1.理解共点力作用下物体的平衡状态. 2.知道共点力的平衡条件. 3.掌握共点力作用下物体的平衡问题的处理方法.,自主预习,01,1.平衡状态:物体处于_或者保持_的状态. 2.共点力的平衡:物体如果受到_力的作用且处于_状态. 3.平衡条件:(1)定义:为了使物体保持_状态,作用在物体上的力所必须满足的条件. (2)共点力作用下的平衡条件是所受合外力为_. 4.二力平衡的条件:两个共点力大小_、方向_.,共点力的平衡条件,静止,匀速直线运动,共点,平衡,平衡,零,相等,相反,判断下列说法的正误. (1)当物体的速度为零时,物
2、体一定处于平衡状态.( ) (2)沿光滑斜面下滑的物体处于平衡状态.( ) (3)物体所受合外力为零时,就一定处于平衡状态.( ),即学即用,重点探究,02,(1)物体在两个共点力作用下处于平衡状态,这两个力有什么关系?,共点力的平衡条件,一,导学探究,答案 两个共点力等大反向.,(2)物体在三个共点力作用下处于平衡状态,这三个力有什么关系?,答案 三个共点力作用下处于平衡状态,其中两个力的合力与第三个力等大反向.,知识深化,1.平衡状态 (1)物体处于静止或者保持匀速直线运动的状态. (2)对静止的理解:“静止”要满足两个条件:v0,a0,缺一不可.“保持”某状态与某“瞬时”状态有区别.例如
3、,竖直上抛的物体运动到最高点时,这一瞬时速度为零,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,即速度为零不等同于静止.,2.共点力作用下的平衡条件 (1)共点力平衡的条件是合力为0.,(Fx合和Fy合分别是将力正交分解后,物体在x轴和y轴上所受的合力). (3)推论: 二力平衡:若物体在两个力作用下处于平衡状态,则这两个力一定等大、反向. 三力平衡:若物体在三个共点力作用下处于平衡状态,则任意两个力的合力与第三个力等大、反向. 多力平衡:若物体在n个共点力作用下处于平衡状态,则其中任意(n1)个力的合力必定与第n个力等大、反向. 如果物体所受合力为零,那么物体在任一方向上所受的合力
4、都为零.,例1 物体在五个共点力的作用下保持平衡,如图1所示,其中F1大小为10 N,方向水平向右,求:,图1,(1)若撤去力F1,而保持其余四个力不变,其余四个力的合力的大小和方向;,答案 10 N 水平向左,解析 五个共点力平衡时合力为零,则其余四个力的合力与F1等大、反向.故撤去F1,合力大小为10 N,方向水平向左.,(2)若将F1转过90,而保持其余四个力不变,物体所受的合力大小.,求解共点力平衡问题的一般步骤: (1)根据问题的要求,恰当地选取研究对象. (2)对研究对象进行受力分析,画出受力分析图. (3)通过平衡条件,找出各个力之间的关系,或由平衡条件列方程,即Fx合0,Fy合
5、0. (4)联立方程求解,必要时对解进行讨论.,共点力平衡条件的应用,二,例2 (多选)(2019玉门一中高一上学期期中)如图2所示,是一种测定风作用力的仪器的原理图,它能自动随着风的转向而转向,使风总从图示方向吹向小球P.P是质量为m的金属球,固定在一细长刚性金属丝下端,能绕悬挂点O在竖直平面内转动,无风时金属丝自然下垂,有风时金属丝将偏离竖直方向一定角度,角大小与风力大小有关,下列关于风力F、金属丝拉力FT与角度的关系式正确的是,图2,解析 选取金属球为研究对象,它受到三个力的作用,如图甲所示.金属球处于平衡状态,这三个力的合力为零.可用以下两种方法求解.,解法一 力的合成法,解法二 正交
6、分解法 以金属球为坐标原点,取水平方向为x轴,竖直方向为y轴,建立直角坐标系,如图丙所示.,由于金属球处于平衡状态,故水平方向的合力Fx合和竖直方向的合力Fy合分别等于零,即 Fx合FTsin F0 Fy合FTcos mg0,方法归纳,物体在三个力或多个力作用下的平衡问题的解法 1.力的合成法一般用于受力个数为三个时 (1)确定要合成的两个力; (2)根据平行四边形定则作出这两个力的合力; (3)根据平衡条件确定两个力的合力与第三个力的关系(等大反向); (4)根据三角函数或勾股定理解三角形. 2.正交分解法一般用于受力个数为三个或三个以上时 (1)建立直角坐标系; (2)正交分解各力; (3
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