共点力平衡.pptx

一、共点力的平衡
问题1 什么是共点力?举例说明.
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.

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例题1 在下列运动状态下,物体处于平衡状态的有( )



、聂海胜乘坐“神舟”六号进入轨道做圆周运动时
【思路点拨】一个物体处于平衡状态的特点是加速度a=0,则有两种情况:一种是保持静止,另一种是做匀速直线运动.“保持”静止与“瞬时”,虽然速度为零,但加速度不为零,,是振动的平衡位置,秋千同时做圆周运动,加速度不为零,,加速度为零,速度保持不变,可知C选项正确.
C
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问题2 共点力作用下的平衡状态是什么?
(1)静止:物体的速度和加速度等于零的状态.
(2)匀速直线运动:物体的加速度为零,速度不为零且保持不变的状态.
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问题3 我们知道了共点力作用下的平衡状态,那么共点力的平衡条件又是什么呢?
(1)物体所受合外力为零:F合=0.
(2)若采用正交分解法,则平衡条件表示为Fx=0,Fy=0.
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问题4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?
二力平衡:如果物体在两个共点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.
多力平衡:如果物体受多个力作用处于平衡,其中任何一个力与其余力的合力大小相等,方向相反.
平衡力不一定是性质相同的力,也不是同时产生,同时消失,这点与牛顿第三定律有区别。
三力平衡:如果物体在三个共点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、,而且必为共点力.
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二、处理平衡问题的基本方法
问题5 处理平衡问题的基本方法有哪些?
(1)力的平行四边形法则
(2)力的三角形法则
(3)正交分解法
(4)整体法与隔离法
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(1)力的平行四边形法则
物体受三个力作用而平衡时,,根据正弦定理、余弦定理或相似三角形等数学知识求解.
(2)力的三角形法则
物体受同一平面内三个互不平行的力作用处于平衡时,可以将这三个力的矢量首尾相接,构成一个矢量三角形;即三个力矢量首尾相接,恰好构成三角形,则这三个力的合力必为零.
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例题2 一细绳一端固定在竖直放置的光滑圆环上的B点,另一端系一质量为m的小球于A点,小球穿过圆环,细绳与竖直方向的夹角为30°,如图所示,求细绳的拉力和环对小球的弹力.
【思路点拨】此题是静态平衡,可构成一个矢量三角形,小球受力分析→矢量平移→力三角形和几何三角形相似→列方程求解.
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解答:分析小球受力,如图所示,将重力mg与环的弹力FN合成,其合力为F合,则F合大小等于FAB,、F、F合建立一矢量三角形,此三角形与几何三角形ABO相似.
则:
所以:
所以:
矢量平移
FN
F合
mg
FN
mg
【点评】解三角形的典型思路有三种:①分割成直角三角形(或本来就是直角三角形);②利用正、余弦定理;③.
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(3)正交分解法
将各力分解到x轴上和y轴上,运用两坐标轴上的合力等于零的条件∑Fx=0,∑Fy=0。此方法多用于三个以上共点力作用下的物体的平衡。
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