共点力作用下物体的平衡.doc

共点力作用下物体的平衡教学目标:。、图解法、合成与分解法等常用方法解决平衡类问题。,培养学生处理力学问题的基本技能。教学重点:正交分解法的应用教学难点:受力分析教学方法:讲练结合,计算机辅助教学教学过程:一、物体的平衡物体的平衡有两种情况:一是质点静止或做匀速直线运动,物体的加速度为零;二是物体不转动或匀速转动(此时的物体不能看作质点)。点评:对于共点力作用下物体的平衡,不要认为只有静止才是平衡状态,,静止的物体一定平衡,,不要把速度为零和静止状态相混淆,静止状态是物体在一段时间内保持速度为零不变,其加速度为零,而物体速度为零可能是物体静止,也可能是物体做变速运动中的一个状态,加速度不为零。由此可见,静止的物体速度一定为零,,静止的物体一定处于平衡状态,但速度为零的物体不一定处于静止状态。总之,共点力作用下的物体只要物体的加速度为零,它一定处于平衡状态,只要物体的加速度不为零,它一定处于非平衡状态二、,或它们的作用线交于同一点(该点不一定在物体上),这几个力叫共点力。,即F合=0或Fx合=0,Fy合=,则这三个力必为共点力。(表示这三个力的矢量首尾相接,恰能组成一个封闭三角形),这两个力一定等值反向;当物体在三个共点力作用下平衡时,往往采用平行四边形定则或三角形定则;当物体在四个或四个以上共点力作用下平衡时,往往采用正交分解法。例1(1)下列哪组力作用在物体上,,4N,,5N,,7N,,9N,6N(2)用手施水平力将物体压在竖直墙壁上,,,,,它受到的静摩擦力总等于重力(3)如下图所示,木块在水平桌面上,受水平力F1=10N,F2=3N而静止,当撤去F1后,木块仍静止,,,,7N解析:(1)CD在共点力作用下物体的平衡条件是合力为零,即F合=0。只有CD两个选项中的三个力合力为零。(2)CD物体始终保持静止,即是指物体一直处于平衡状态,则据共点力作用下物体的平衡条件有对物体受力分析,如下图可得F=FN,Ff=G(3)A撤去F1后,木块仍静止,则此时木块仍处于平衡状态,,空气对它的浮力为16N,用绳拴住,由于受水平风力作用,绳子与竖直方向成30°角,则绳子的拉力大小是__________,水平风力的大小是________.解析:气球受到四个力的作用:重力G、浮力F1、水平风力F2和绳的拉力F3,如图所示由平衡条件可得F1=G+F3cos30°F2=F3sin30°解得F3=NF1=2N答案:4N2N三、(2003年理综)如图甲所示,一个半球形的碗放在桌面上,碗口水平,O点为其球心,碗的内表面及碗口是光滑的。一根细线跨在碗口上,线的两端分别系有质量为m1和m2的小球,当它们处于平衡状态时,质量为m1的小球与O点的连线与水平线的夹角为α=60°。:此题设计巧妙,考查分析综合能力和运用数学处理物理问题的能力,要求考生对于给出的具体事例,选择小球m1为对象,分析它处于平衡状态,再用几何图形处理问题,从而得出结论。解析:小球受重力m1g、绳拉力F2=m2g和支持力F1的作用而平衡。如图乙所示,由平衡条件得,F1=F2,,得。故选项A正确。例4一根长2m,重为G的不均匀直棒AB,用两根细绳水平悬挂在天花板上,如图所示,求直棒重心C的位置。。若挡板逆时针缓慢转到水平位置,在该过程中,斜面和挡板对小球的弹力的大小F1、F2各如何变化?GF2F1F1F2G解:由于挡板是缓慢转动的,可以认为每个时刻小球都处于静止状态,因此所受合力为零。应用三角形定则,G、F1、F2三个矢量应组成封闭三角形,其中G的大小、方向始终保持不变;F1的方向不变;F2的起点在G的终点处,而终点必须在F1所在的直线上,由作图可知,挡板逆时针转动90°过程,F2矢量也逆时针转动90°,因此F1逐渐变小,F2