共点力的平衡条件PPT

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3.5共点力的平衡课件

3.5共点力的平衡课件

共点力平衡条件是: F合=0
注意: 物理学中有时出现”缓慢移动”也说明物体处于平衡状态.
物体受三个共点力的作用而平衡,则任意两个力的合力一定与第三

合成法 个力大小相等,方向相反,根据勾股定理、正弦定理、余弦定理等三
理 平
角形数学知识求解。

图解法

物体受三个共点力的作用而平衡,将某一个力按力的效果分解,则
O
G
合成法
A
F3
F1
F3
sin
G
sin
. F1
B
O
F2
F2
F3
tan
G
tan
F3 G
G
分解法
先分解、后平衡
A F1
y
F1 sin
B.
F1 cos
O
F2
G F3 G
O点受力如图
对O点由共点力平衡条件
水平方向: F1 cos F2
竖直方向:F1 sin F3 G
x
由上面两式解得:F1
G
sin
方法
步骤
(1)列平衡方程求出未知量与已知量的关系表达式 解析法
(2)根据已知量的变化情况来确定未知量的变化情况
(1)根据已知量的变化情况,画出平行四边形边、角的变化 图解法
(2)确定未知量大小、方向的变化
相似法
用力的矢量三角形与几何三角形相似列比例式,然后进行 分析。
1、解析法
1、如图所示,A、B两物体的质量分别为mA和mB,且mA>mB,整个系统处于 静止状态,小滑轮的质量和一切摩擦均不计.如果绳的一端由Q点缓慢地 向左移到P点,整个系统重新平衡后,物体A的高度和两滑轮间绳与水平 方向的夹角θ的变化情况是( D ).

人教版(2019)高一物理必修一 第三章 专题三 共点力平衡的应用 课件(共41张PPT)

人教版(2019)高一物理必修一 第三章 专题三 共点力平衡的应用 课件(共41张PPT)

核心模型 考点对点练 核心能力提升练
核心模型 考点对点练
提升训练
对点训练
典型考点一 静态平衡问题 1.(多选)如图所示,质量为 m 的木块 A 放在质量为 M 的三角形斜面体 B 上,现用大小不相等、方向相反的水平力 F1、F2 分别推 A 和 B,它们均静 止不动,且 F1<F2,重力加速度为 g,则( )
解析
2. 如图所示,光滑斜面的倾角为 30°,轻绳通过两个滑轮与 A 相连,轻 绳的另一端固定于天花板上,不计轻绳与滑轮的摩擦。物块 A 的质量为 m, 不计滑轮的质量,挂上物块 B 后,当动滑轮两边轻绳的夹角为 90°时,A、 B 恰能保持静止,则物块 B 的质量为( )
2 A. 2 m
B. 2m
核心概念 规律再现
核心模型 考点对点练 核心能力提升练
解析
6.如图所示,硬杆 OA 可绕过 A 点且垂直于纸面的轴进行转动,不计钢 索 OB 和硬杆 OA 的重力,∠AOB 等于 30°,如果钢索 OB 的最大承受拉力 为 2.0×104 N,求:
(1)O 点悬挂物的最大重力; (2)杆 OA 对 O 点的最大支持力。 答案 (1)1.0×104 N (2)1.7×104 N
核心概念 规律再现
核心模型 考点对点练 核心能力提升练
A.A 受到四个力的作用 B.B 对 A 的摩擦力方向一定沿斜面向下 C.地面对 B 的摩擦力方向水平向右,大小为 F2-F1 D.地面对 B 的支持力大小一定等于(M+m)g
答案 CD
核心概念 规律再现
核心模型 考点对点练 核心能力提升练
答案
A.FOA 逐渐增大
C.FOB 逐渐增大 答案 B
B.FOA 逐渐减小 D.FOB 逐渐减小

高一物理优质课件【共点力的平衡】

高一物理优质课件【共点力的平衡】

/物理/ 必修 第一册
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解析:由A、B等高,轻绳AO、BO等长知,左右两个拉力大小相等,B 正确,C错误;绳子与竖直方向夹角不确定,所以拉力与重力的大小无 法确定,A错误;FA与FB矢量之和等于G,不是大小之和,D错误。
/物理/ 必修 第一册
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2.在如图所示的甲、乙、丙、丁四图中,滑轮光滑且所受的重力忽略 不计,滑轮的轴O安装在一根轻木杆P上,一根轻绳ab绕过滑轮,a端 固定在墙上,b端下面挂一个质量为m的重物,当滑轮和重物都静止不 动时,甲、丙、丁图中木杆P与竖直方向的夹角均为θ,乙图中木杆P 竖直。假设甲、乙、丙、丁四图中滑轮受到木杆P的弹力的大小依次为 FA、FB、FC、FD,则以下判断正确的是( )
( C) A.12
1 C.2sin θ
B.co2s θ tan θ
D. 2
/物理/ 必修 第一册
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解析:钢丝可抽象成绳子,表演者和平衡杆受到两个相等的拉力及重力 的作用,钢丝与水平方向成 θ 角,由平衡条件可知 2F·sin θ=mg,所以 mFg=2si1n θ,C 正确。
/物理/ 必修 第一册
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(2)“死结”两侧的绳因打结(或“系住”)而变成了两根独立的绳,因 此由“死结”分开的两段绳子上的弹力大小一般不相等,如图乙所 示。
/物理/ 必修 第一册
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2.“活杆”与“死杆”模型 (1)“活杆”:即轻杆用转轴或铰链连接,当杆处于平衡状态时,杆所 受到的弹力方向一定沿着杆,否则会引起杆的转动。如图甲所示,若C 为转轴,则轻杆在缓慢转动中,弹力方向始终沿杆的方向。
/物理/ 必修 第一册

共点力平衡ppt课件

共点力平衡ppt课件

y
F1
F2
O
x
(2)正交分解各力:将每一个不在坐标轴上的力分解到 x 轴和
(2)将不在坐标轴上的力分解到坐标轴上;
y 轴上,并求出各分力的大小,如图所示.
y
(3)分别求出 x 轴、y 轴上各分力的矢量和,即:
Fx=F1x+F2xF2
+… F1y F2y
F1
Fy=F1y+F2y+…
F1x x
F2X O
的物体

面上
FN
Ff
mg
匀速下落的雨 物体沿斜面匀

速下滑
FN
Ff
mg
水平匀速行驶
的汽车
1、将物体所受重力按力的作用效果进行分解,下列图中错误的
是( C )
A.
B.
C.
D.
PA R T. 3
求共点力的合力
力的正交分解法
1)原理:把一个已知力沿着两个互相垂直的方向进行分解。
2)步骤:
(1)建立xoy直角坐标系
之间的动摩擦因数取 0.4,为使儿童在滑梯游戏时能在
滑板上滑下,滑梯至少要多高?
【分析】 将滑梯抽象为一个斜面的模型,以正在匀速滑下
的小孩为研究对象。
小孩受到三个力的作用:重力G、斜面的支持力FN和滑动
摩擦力 Ff 。
当这三个力的合力为0时,小孩
能在滑板上获得一定速度后匀
速滑下,则斜面的高度即为所
2
2
(4)求共点力的合力:合力大小 F= Fx+Fy,合力的方向与
Fy
x 轴的夹角为 α,则 t轴上个分力矢量和,即
Fx = Fx1 +Fx2+ Fx3+……
Fy = Fy1+Fy2+ Fy3+……

共点力平衡人教版高一年级物理经典教辅PPT

共点力平衡人教版高一年级物理经典教辅PPT
间的变化而变化。
2.平衡条件的四个常用结论
(1)二力作用平衡时,二力等大、反向、共线。
(2)三力作用平衡时,任意两个力的合力与第三个力等大、反向、共线。
(3)多力作用平衡时,任一个力与其他所有力的合力等大、反向、共线。
(4)物体处于平衡状态时,沿任意方向上分力之和均为零。
探究应用
例1(2020安徽安庆期末)如图所示,质量为m1=2 kg的物体甲通过三段轻绳
错误;斜面体对小方块的支持力等于小方块的重力垂直斜面的分力,大小为
mgcos θ,故A正确。
答案 AB
变式训练3有一个固定直角支架AOB,AO水平,表面粗糙,OB竖直,表面光滑。
AO上套有小环P,OB上套有小环Q,两环质量均为m,两环由一根质量可忽略、
不可伸长的细绳相连,并在某一位置平衡(如图所示)。现将P环向左移动一
水平方向的夹角为θ,重力加速度大小为g。下列关系正确的是(

A.F=tan
B.F=mgtan θ

C.N=
tan
D.N=mgtan θ
)


解析 滑块受力如图所示,由平衡条件知 =tan θ, =sin θ,解得


F=
,N=

tan
sin
答案 A
探究二
动态平衡问题
关键能力
整体法和隔离法在平衡问题中的应用
关键能力
1.隔离法:为了弄清系统(连接体)内某个物体的受力和运动情况,一般要把
这个物体隔离出来进行受力分析,然后利用平衡条件求解。
2.整体法:当只涉及系统而不涉及系统内部某些物体的受力和运动时,一般
可把整个系统看成一个物体,画出系统整体的受力图,然后利用平衡条件求

第3章第5节共点力的平衡(课件)

第3章第5节共点力的平衡(课件)

环节三:共点力的平衡条件的应用
在求解过程中,大家在求哪两个力的合力时遇到了困 难?有没有更容易的处理方法呢?
利用正交分解法处理问题的步骤: (1)建立xOy直角坐标系。 (2)将不在坐标轴上的力分解到坐标轴上。 (3)分别求出x轴、y轴上各分力的矢量和。 (4)求共点力的合力。
环节三:共点力的平衡条件的应用
环节二:探究共点力的平衡条件
如果有四个力,它们使物体处于静止状态,这四个力 是什么关系呢?
可以分别把两个力求合力,再比较这两个合力的关系。 应该也是相等的。
环节二:探究共点力的平衡条件
该如何设计实验证明你的猜想? 可以利用力传感器来测量拉塑料片的四个力,并用磁 铁让力传感器固定在黑板平面上。记录数据,同时用手机 拍照得到四个力的方向。把数据和图片导入几何画板,得 出两个合力,并对这两个合力进行比较。
拉力F为3 723 N。
课堂练习
C
课堂练习
课堂练习
你能根据老师提供的带有3个孔的透明塑料环状圆片1 个、棉线3条、弹簧测力计3个、白纸和木板等实验器材, 设计一个验证实验吗?
用弹簧测力计将塑料片保持在平衡状态即静止状态; 然后,记录这三个力的大小和方向;再利用平行四边形定 则求其中两个力的合力,再和第三个力进行比较。
环节二:探究共点力的平衡条件
根据实验结果可以得出什么结论? 三个力使塑料片处于静止时,两个力的合力与第三个 力大小相等,方向相反,在同一条直线上。
环节二:探究共点力的平衡条件
如果用两条互成角度的细线把矿泉水瓶提起并静止。 此时,矿泉水瓶受到几个力的作用?它们是什么关系?你 怎么证明这个关系?
矿泉水瓶受到三个力的作用。两个拉力的合力应该和 矿泉水瓶的重力大小相等,方向相反,作用在同一条直线 上。这三个力的合力应该为0。

人教版高中物理必修第一册精品课件 第三章 相互作用——力 第1课时 共点力平衡的条件 三力平衡问题

人教版高中物理必修第一册精品课件 第三章 相互作用——力 第1课时 共点力平衡的条件 三力平衡问题

对点演练1 [2023涟水检测]如图,上网课时小明把手机放在斜面上,手机静止。则斜 面对手机的作用力方向为( C )
A.竖直向下
B.垂直于斜面向上
C.竖直向上
D.沿斜面向下
[解析] 手机受重力,斜面的支持力以及斜面的摩擦力三个力,因为手机静止,所以对
手机来说合力为零,根据平衡结论有,物体受到斜面的支持力与摩擦力的合力跟重力
大小相等,方向相反,所以斜面对手机的作用力方向为竖直向上,故选C。
02 要点二 三力平衡问题
合成法 分解法
物体在三个共点力作用下处于平衡状态时,任意两个力的合力与第三 个力大小相等、方向相反 物体在三个共点力作用下处于平衡状态时,将某个力按作用效果分 解,则其分力与其他两个力分别平衡
正交分解法
续表 如果三个力首尾相接恰好构成三角形,则这三个力的合力为零。矢量 矢量三角形法 三角形法可以充分利用几何边角关系求解平衡问题
1.“定杆”与“动杆”模型 甲


2.“活结”与“死结”模型 (1)“活结”一般是由轻绳跨过光滑滑轮或者绳上挂一光滑挂钩而形成的。绳虽然因 “活结”而弯曲,但实际上是同一根绳,所以由“活结”分开的两段绳上弹力的大小一定 相等,两段绳合力的方向一定沿这两段绳夹角的平分线。 (2)“死结”两侧的绳因结而变成了两根独立的绳,因此由“死结”分开的两段绳上的弹 力不一定相等。
科学思维:能对较简单的平衡现象进行 2.会用共点力平衡条件解决有关力的平
分析推理,能基于证据对研究的问题进行描 衡问题,会用正交分解法解决相关问
述、解释和推测。 题。
科学探究:能基于实验证据得出结论并 3.学会用图解法、解析法解决动态平衡
进行解释。能对科学探究的过程和结果进行 问题。

人教版高中物理必修1精品课件 第3章 相互作用——力 5.共点力的平衡

人教版高中物理必修1精品课件 第3章 相互作用——力 5.共点力的平衡

0

y 轴上的合力:Fy=1 + 2 + 3 +…=
0

情境链接 有一些旅客斜向上拉着行李箱走,有一些旅客斜向下推着行李箱
走。请判断拉着行李箱走省力还是推着行李箱走省力,并说明理由。
提示 拉着行李箱走省力。
拉着行李箱走时,行李箱受力如图甲所示,根据平衡条件有Fcos α=Ff,
个力等大反向,这样就可以利用解三角形的知识,确定绳的
拉力大小。
方法二:正交分解法。因为挂牌所受三个共点力的合力为零,所以将各力沿
两个互相垂直的方向正交分解后,有Fx=0,Fy=0,由方程即可确定绳的拉力
大小。
知识归纳
1.处理静态平衡问题的常用方法
方法
合成法
内容
物体受三个共点力的作用而平衡,则任意两个力的合力一定与第
(2)应用正交分解法时,常按以下方法建立坐标轴。
①研究水平面上的物体时,通常沿水平方向和竖直方向建立坐标轴。
②研究斜面上的物体时,通常沿斜面方向和垂直斜面方向建立坐标轴。
③研究物体在杆(或绳)的作用下转动时,通常沿杆(或绳)方向和垂直杆(或
绳)的方向建立坐标轴。
对点演练
2.(2023山西朔州联考)如图所示,轻杆一端与竖直墙上的铰链连接,另一端
(1)挂牌受几个力作用?这些力是共点力吗?
(2)怎样确定两侧绳的拉力大小?说说你的想法。
要点提示 (1)如图所示,挂牌受重力、两侧绳的拉力,共三
个力作用,这三个力的作用线相交于一点,是共点力;
(2)方法一:利用合成法。根据共点力平衡的条件可知,挂牌
所受三个共点力的合力为零,即任意两个力的合力与第三
(2)物体受共点力作用处于平衡状态,各力一定作用于物体的同一点。(×)
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第五节 共点力的平衡条件 二.寻找共点力的平衡条件 平衡状态 ——物体处于静止或者匀速直线运动的状态叫做平衡状态。 N f G 静止在桌面上的木块 平衡条件: G 匀速行驶的汽车 N F G 静止在斜面上的木块 N f
——在共点力作用下物体的平衡条件是合力等于零。
第五节 共点力的平衡条件 三.学以致用
第五节 共点力的平衡条件 一.共点力
作用在物体的同一点,或作用线相交于一点的几个力称为共点力。 N f G F F1 限 速 40km/s G F2 F1
F3
F2
为了明确表示物体所受的共点力,在作示意图时,可以把这 些力的作用点画到它们作用线的公共交点上。
在不考虑物体转动的情况下,物体可以当作质点看待,所以 力的作用点都可以画在受力物体的重心上。
2.隔离物体,分析物体的受力,画出受力图
3.根据作用效果,准确进行力的分解 4.根据平衡条件,列方程求解 重要推论
——当物体处于平衡状态时,它所受的某一个力与它受的其 余的力的合力等值反向。
正交分解法
此方法是力学解题中应用最普遍的方法,应注意学习。
⑴共点力作用下物体的平衡条件是:F合= 0; ⑵在建立直角坐标系时,要考虑尽量减少力的分解。 正交分解法把矢量运算转化成标量运算,极大的降低了数学 应用的难度。
正交分解法解平衡问题的一般思维程序为
①选择研究对象:处于平衡状态下的物体; ②对研究对象进行受力分析,画好受力图; ③建立直角坐标系(原则是尽量减少力的分解); ④根据平衡条件布列方程
F 0 F 0 F 0
x y
⑤解方程(组),必要时验证结论。
正交分解法
5.三段不可伸长的细绳OA、OB、OC能承受的最大拉力 相同,它们共同悬挂一重物,如图示。其中OB是水平 的,A端、B端固定。若逐渐增加C端所挂物体的质量, 则最先断的绳: A A.必定是OA ; B.必定是OB; C.必定是OC ; O B D.可能是OB,也可能是OC 。
C
此题答案:
A
正交分解法
6.如图所示,质量为 m的物体放在倾角为 θ的斜面上, 它与斜面的滑动摩擦因数为μ,在水平推力的作用下, 物体沿斜面向上匀速滑动,则物体所受的摩擦力为: A.μmgcosθ B.μ(mgcosθ+Fsinθ) C.μ(mgcosθ-Fsinθ) D. Fcosθ-mgsinθ
θ
此斜面倾角为 θ,物体 A质量为 m ,沿斜面匀 速下滑,板B静止,B和A的质量相等,若A与B间,A 与斜面间的滑动摩擦因数相同,求绳上的拉力。
4 此题答案: mg sin 3
4.如图所示,斜面倾角θ,木块M和斜面间滑动摩擦因 数为 μ ,问物体 m 质量多大时,才能使木块匀速运 动?。
m
θ
此题答案: 向上时:m (sin cos ) M
向下时:m (sin cos ) M
第五节 共点力的平衡条件 共点力的平衡解题方法小结 1.正确选取研究对象
1.质量为m的木块在与水平方向成 θ角的推力F的作用 下,在水平地面上作匀速运动,已知木块与地面间 的摩擦因数为μ,那么木块受到的滑动摩擦力为:
A. μmg B. μ(mg+Fsinθ) C. μ(mg-Fsinθ) D. Fcosθ
θ
此题答案: B、D
第五节 共点力的平衡条件
2.某公园要在儿童乐园中建一座滑梯,已知斜面与物体 间滑动摩擦因数μ= 0.75,那么倾角θ至少要多少度儿 童在斜面上才可以由静止开始滑下?
要多少 度?
此题答案: 倾角θ至少要37°
第五节 共点力的平衡条件
3.在竖直墙壁上,用斜向上的恒力按着一重为G的木块 沿墙壁作匀速运动, F与竖直方向的夹角为 θ,求滑 动摩擦因数μ。
F
θ
F N f
f N G
G
此题答案:

G F cos F sin

G F cos F sin
第五节 共点力的平衡条件
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