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1、人教版(2019)必修第一册物理高中3.5 共点力平衡2一、共点力平衡的条件梳理深化 1.平衡状态:物体受到几个力作用时,如果保持静止或匀速直线运动状态,我们就说这个物体处于平衡状态。静止状态:v0,a0匀速直线运动:v 0,a03一、共点力平衡的条件梳理深化 2.共点力平衡的条件:在共点力作用下物体平衡的条件是合力为0。物体受的所有力都在同一条直线上:正方向上所有力的和等于负方向上所有力的和。物体受三个互成角度的力作用:其中任意两个力的合力必与第三个力等值反向。4例1(多选)下列说法正确的是()A竖直上抛的物体达最高点时,物体处于平衡状态B电梯匀速上升时,电梯中的人处于平衡状态C竖直弹簧上端
2、固定,下端挂一个重物,平衡后用力F 将它再拉下一段距离后突然撤去力F,重物仍处于平衡状态D只有加速度为零的物体才处于平衡状态BD天将降大任于斯人也,必先苦其心志,劳其筋骨【例2】如图甲所示,轻绳AD跨过固定在水平横梁BC右端的定滑轮挂住一个质量为10 kg的物体,ACB30;图乙中轻杆HP一端用铰链固定在竖直墙上,另一端P通过轻绳EP拉住,EP与水平方向也成30角,轻杆的P点用轻绳PQ拉住一个质量也为10 kg的物体。g取10 m/s2,求:(1)轻绳AC段的张力FAC与轻绳EP的张力FEP之比;(2)横梁BC对C端的支持力;(3)轻杆HP对P端的支持力。天将降大任于斯人也,必先苦其心志,劳其
3、筋骨天将降大任于斯人也,必先苦其心志,劳其筋骨7TNG二、共点力的平衡条件的应用交流讨论 沿光滑的墙壁用网兜把一个足球挂在A 点,足球的质量为m,网兜的质量不计,足球与墙壁的接触点为B,悬绳与墙壁的夹角为,求悬绳对球的拉力和墙壁对球的支持力。(1)足球处于什么运动状态?(2)足球受到哪几个力的作用?这几个力是共点力吗?(3)这几个力的大小关系是怎样的?用什么方法研究?静止天将降大任于斯人也,必先苦其心志,劳其筋骨8二、共点力的平衡条件的应用梳理深化 解法一:合成法p适用条件:适用于解决三力或多力共点的平衡问题;p方法阐述:运用平行四边形定则求相邻两个力的合力,与另外其他力的合力等值反向。天将降
4、大任于斯人也,必先苦其心志,劳其筋骨F3F1F2F4方法二:图解法天将降大任于斯人也,必先苦其心志,劳其筋骨思考与讨论F4 如果悬绳AO与竖直方向的夹角 减小,BO仍保持水平,重物仍然静止悬挂,悬绳AO和水平绳BO 所受的拉力将分别如何变化?F3F1F2 减小,减小,coscos 增大,增大,tantan 减小减小减小减小减小减小 是否有其他方法解是否有其他方法解决问题?决问题?天将降大任于斯人也,必先苦其心志,劳其筋骨“定杆定杆”与与“动杆动杆”、“活结活结”与与“死结死结”问题问题1“动杆”和“定杆”的比较(1)“动杆动杆动杆动杆”:对于一端有转轴或有铰链的轻杆,其提供的弹力方向一定是沿着
5、轻杆的方向。(2)“定杆定杆定杆定杆”:一端固定的轻杆(如一端“插入”墙壁或固定于地面),其提供的弹力不一定沿着轻杆的方向,力的方向只能根据具体情况进行受力分析。根据平衡条件确定杆中的弹力的大小和方向。天将降大任于斯人也,必先苦其心志,劳其筋骨例3(静态平衡问题的分析)(2022浙江萧山中学高一检测)如图示,一本质量为m的书放置在倾角为的倾斜桌面上,此书有三分之一部分伸出桌面外,桌面与书本间的动摩擦因数为,重力加速度为g。下列说法正确的是()C天将降大任于斯人也,必先苦其心志,劳其筋骨天将降大任于斯人也,必先苦其心志,劳其筋骨利用共点力平衡条件解决问题的步骤 选择研究对象;对研究对象进行受力分
6、析;根据共点力的平衡条件列方程;求解方程;讨论解的合理性和实际意义。F3F2F1F3F2F1F4F3F2F1F1yF1xxy天将降大任于斯人也,必先苦其心志,劳其筋骨共点力平衡条件的应用 1.1.在科学研究中,可用风力仪直接测量风力的大小,原理在科学研究中,可用风力仪直接测量风力的大小,原理如图。仪器中一根轻质金属丝下悬挂着一个金属球。无风时,如图。仪器中一根轻质金属丝下悬挂着一个金属球。无风时,金属丝竖直下垂,当受到沿水平方向吹来的风时,金属丝偏离金属丝竖直下垂,当受到沿水平方向吹来的风时,金属丝偏离竖直方向一定角度。风力越大,偏角越大。通过传感器,就可竖直方向一定角度。风力越大,偏角越大。
7、通过传感器,就可根据偏角的大小测出风力的大小。求风力大小根据偏角的大小测出风力的大小。求风力大小F F 跟金属球的质跟金属球的质量量m m、偏角、偏角之间的关系。之间的关系。答案:F=mgtan 天将降大任于斯人也,必先苦其心志,劳其筋骨随堂自测1(共点力平衡的条件理解)(多选)下列运动项目中的运动员处于平衡状态的是()A体操运动员双手握住单杠吊在空中不动时B蹦床运动员在空中上升到最高点时C举重运动员在举起杠铃后不动的那段时间内D游泳运动员仰卧在水面静止不动时ACD天将降大任于斯人也,必先苦其心志,劳其筋骨2.如图所示,水平横梁一端插在墙壁内,另一端装一小滑轮B。一轻绳的一端C固定于墙壁上,另
8、一端跨过滑轮后悬挂一质量m20 kg的重物,CBA30,则滑轮受到绳子的作用力大小为(g取10 N/kg)()C天将降大任于斯人也,必先苦其心志,劳其筋骨181(多选)下列物体处于平衡状态的是()A静止在粗糙斜面上的物体B物体在光滑斜面上由静止释放后沿斜面自由下滑C在平直公路上匀速行驶的汽车D做自由落体运动的物体在刚开始下落时AC天将降大任于斯人也,必先苦其心志,劳其筋骨3(“定杆”与“动杆”、“活结”与“死结”问题)甲图中,轻杆AB一端与墙上的光滑的铰链连接,另一端用轻绳系住,绳、杆之间夹角为30,在B点下方悬挂质量为m的重物。乙图中,轻杆CD一端插入墙内,另一端装有小滑轮,现用轻绳绕过滑轮挂住质量为m的重物,绳、杆之间夹角也为30。甲、乙中杆都垂直于墙,则下列说法中正确的是()A两根杆中弹力一样大B甲图中杆的弹力更大C两根杆中弹力方向均沿杆方向D若甲、乙中轻绳能承受最大拉力相同,则物体加重时,乙中轻绳更容易断裂B天将降大任于斯人也,必先苦其心志,劳其筋骨小小 结结共点力的平衡合力为合力为0 0共点力平衡状态共点力作用下物体平衡条件“定杆”与“动杆”、“活结”与“死结”问题天将降大任于斯人也,必先苦其心志,劳其筋骨