高中物理第三章相互作用35力的分解(3)三力共点的平衡条件1

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第三章相互作用力知识梳理高一物理

第三章相互作用力知识梳理高一物理

第三章相互作用—力知识梳理第1节重力与弹力一、重力1.产生原因:由于地球的吸引。

2.重力大小:G = mg3.重力的方向:竖直向下4.重心的位置:(1)形状规则、质量分布的物体的重心的位置在其几何中心;(2)质量分布不均匀的物体,重心的位置除了跟物体的形状有关外,还跟物体内质量分布有关;(3)重心的位置可以在物体上,也可以在物体外。

(4)悬挂法确定重心二、弹力1.弹力的产生条件:(1)相互接触(互相挤压拉伸或扭曲);(2)发生弹性形变2.方向:(1)压力和支持力的方向垂直于物体的接触面;(2)绳的拉力沿着绳而指向绳收缩的方向。

(3)杆的弹力方向不一定沿杆的方向。

3.胡克定律:(1)内容:弹簧发生弹性形变时,弹力大小F跟弹簧伸长(或缩短)长度x成正比。

(2)公式:F=kx,其中k为弹簧的劲度系数,单位为牛顿每米,符号N/m,它的大小反映了弹簧的软硬程度。

(3)适用条件:在弹簧的弹性限度内。

第2节摩擦力一、滑动摩擦力1.产生条件:接触面粗糙、物体间相互接触且挤压、两物体间有相对运动。

2.滑动摩擦力的方向:总是沿着接触面,并且跟物体相对运动方向相反。

3. 大小:(1)滑动摩擦力的大小跟压力成正比。

(2)公式:F f=μF N,μ是动摩擦因数,它的数值只跟相互接触的两个物体的材料和接触面的粗糙程度有关;动摩擦因数无单位。

4.滑动摩擦力的作用效果:是阻碍物体间的相对运动,而不是阻碍物体的运动,所以滑动摩擦力的方向可能与物体运动方向相同,也可能相反。

二、静摩擦力1.产生条件:接触面粗糙、物体间相互接触且挤压、两物体间有相对运动趋势。

2.静摩擦力的方向:总是沿着接触面,并且跟物体相对运动趋势方向相反。

3.静摩擦力的大小(1)随着产生相对运动趋势的外力大小的变化而变化;(2)跟物体间接触面的压力大小无关;(3)大小取值范围0<F≤F m;(4)最大静摩擦力大于滑动静摩擦力。

4.静摩擦力的作用效果:是阻碍物体间的相对运动趋势,而不是阻碍物体的运动,所以静摩擦力的方向可能与物体运动方向相同,也可能相反,还可能垂直。

高中物理第三章相互作用共点力作用下的平衡状态

高中物理第三章相互作用共点力作用下的平衡状态

第三章 3.7共点力作用下的平衡状态【学习目标】1.知道什么是共点力作用下的平衡状态,理解共点力作用下物体的平衡条件。

2.能用牛顿运动定律解决平衡问题。

【学习任务】 一、平衡状态的理解例1.下列事例中处于平衡状态的是( )A .“神舟”号飞船匀速落到地面的过程B .汽车在水平路面上启动或刹车的过程C .汽车停在斜坡上D .竖直上抛的物体在到达最高点的那一瞬间 共点力作用下物体的平衡状态 1.对静止状态的理解静止与速度v =0不是一回事,物体保持静止状态,说明v =0,a =0,两者同时成立.若仅是v =0,a≠0,如上抛到最高点的物体,自由下落开始时刻的物体等,它们并非处于平衡状态. 2.平衡状态和运动状态的关系平衡状态⇔⎩⎪⎨⎪⎧静止状态匀速直线运动状态我们在此所说的平衡主要是“平动”意义上的平衡,而非“转动”平衡,如水平光滑地面上高速旋转的陀螺就是一种转动平衡,高中阶段主要研究“平动”平衡. 3.共点力平衡的条件:物体所受合力为零数学表达式有两种:(1)F 合=0,(2)⎩⎪⎨⎪⎧Fx 合=0Fy 合=0Fx 合和Fy 合分别是将力进行正交分解后,物体在x 轴和y 轴上所受的合力.二、共点力平衡问题例2.如图所示,某物体在四个共点力作用下处于平衡状态,若将F4=5 N 的力沿逆时针方向转动90°,其余三个力的大小和方向不变,则此时物体所受合力的大小为多少?4.共点力作用下物体的平衡条件的常用推论(1)由F合=0可知,每一方向上的合力均为零,则平衡条件又可表述为ΣFx=0、ΣFy=0(此推论一般应用于正交分解法求解平衡问题).(2)当物体处于平衡状态时,它所受的某一个力与它所受的其余力的合力大小相等、方向相反,作用在同一直线上(等效于二力平衡).(3)当物体受到三个互成角度的力(非平行力)作用而平衡时,这三个力必在同一平面内,且三个力的作用线或作用线的延长线必相交于一点(三力汇交原理).(4)三个共点力使物体处于平衡状态时,这三个力的矢量箭头首尾相接可构成闭合的矢量三角形.三、共点力平衡问题及处理方法例3.三段不可伸长的细绳OA、OB、OC能承受的最大拉力相同,它们共同悬挂一重物,如图4-7-1所示,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.必定是OA B.必定是OBC.必定是OC D.可能是OB,也可能是OC[拓展]如图所示,电灯悬挂于两墙壁之间,更换水平绳OA使连接点A向上移动而保持O点位置和OB绳的位置不变,则在A点向上移动的过程中( )A.绳OB的拉力逐渐增大 B.绳OB的拉力逐渐减小C.绳OA的拉力先增大后减小 D.绳OA的拉力先减小后增大5.求解共点力平衡问题常用的方法(1)基本方法①合成法:主要是三力平衡问题,常用力的合成的观点,根据平衡条件建立方程求解.②分解法:从力的分解的观点求解,包括按力产生的实际效果分解和力的正交分解法.(2)常用推论①相似三角形法:通过力三角形与几何三角形相似求未知力,它对解斜三角形的情况更显优越性.②矢量图解法:当物体所受的力变化时,根据物体的受力特点进行受力分析,画出平行四边形或三角形,注意明确各个力的变化量和不变量,结合数学规律对比分析,使动态问题静态化、抽象问题形象化,问题将变得易于分析处理.③拉密原理法:三个共点力平衡时,每个力与另外两个力的夹角的正弦之比均相等,这个结论叫拉密原理.表达式为F1/sin α=F2/sin β=F3/sin θ.④三力汇交原理:物体在同一个平面内三个力作用下处于平衡状态时,若这三个力不平行,则这三个力必共点,这就是三力汇交原理.⑤矢量三角形法:物体受同一平面内三个互不平行的力作用而平衡时,这三个力的矢量箭头首尾相接恰好构成一个封闭的三角形,即这三个力的合力必为零,由此求得未知力.⑥对称法:利用物理学中存在的各种对称关系分析问题和处理问题的方法叫做对称法.在静力学的研究对象中有些具有对称性,模型的对称往往反映出物体或系统受力的对称性.解题中注意到这一点,会使解题过程简化.【补充学习材料】1.如图所示,在一根水平直杆上套着a、b两个轻环,在环下用两根等长的轻绳拴着一个重物.把两环分开放置,静止时,杆对a环的摩擦力大小为F f,支持力大小为F N.若把两环距离稍微缩短些放置,仍处于静止,则( BC)A.F N变小 B.F N不变 C.F f变小 D.F f不变2.如图所示,把球夹在竖直墙AC和木板BC之间,不计摩擦,球对墙的压力为F N1,球对板的压力为F N2,在将板BC逐渐放至水平的过程中,下列说法中正确的是(D )A.F N1和F N2都增大B.F N1和F N2都减小C.F N1增大,F N2减小D.F N1减小,F N2增大3如图所示,重20 N的物体静止在倾角为θ=30°的粗糙斜面上,物体与固定在斜面上的轻弹簧连接,设物体与斜面间的最大静摩擦力为12 N,则弹簧的弹力为(D )①可能为零②可能为22 N,方向沿斜面向上③可能为2 N,方向沿斜面向上④可能为2 N,方向沿斜面向下A.①②③ B.②③④ C.①②④ D.①②③④4.如图所示,一个重为G的物体放在粗糙水平面上,它与水平面的动摩擦因数为μ,若对物体施加一个与水平面成θ角的力F,使物体做匀速直线运动,则下列说法中不正确...的是( C )A .物体所受摩擦力与拉力的合力方向竖直向上B .物体所受的重力、支持力、摩擦力的合力与F 等大反向C .物体所受的重力、摩擦力、支持力的合力等于Fcos θD .物体所受摩擦力的大小等于Fcos θ,也等于μ(G-Fsin θ) 第三章 3.7共点力作用下的平衡状态 编号:3.71、 有一个直角支架 AOB ,AO 水平放置,表面粗糙,OB 竖直向下,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 ,两环间由一根质量可忽略、不可伸展的细绳相连,并在某一位置平衡,如图。

3.5共点力的平衡课件高一上学期物理人教版(3)

3.5共点力的平衡课件高一上学期物理人教版(3)

物体平衡的相关推论
1.二力平衡: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。
2.三力平衡: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、方向相反。
3.多力平衡:如果物体受多个力作用处于平衡状态,其中任何一个力与其余 力的合力大小相等,方向相反。
对结点O受力分析如图,将表示力
F1、F2、F3的有向线段平移得到一
F1
个封闭的三角形,如图。
➢ 由方数法学·知技识巧得::三力平衡推论
F2
F3=G
三角个形力。F如1 的果 c有物oGs向体 线在段三必个F2能共通点G 过力tan平作移用构下成处一于个平首衡尾状相态连,的θ则F1封表闭示三这
(拓展:n个共点力平衡----构成一个首尾相连的n边G形。F)2
4.三力汇交原理:如果一个物体受到三个非平行力作用而平衡,这三个力的 作用线必定在同一平面内,而且必为共点力.
考查 共点力平衡条件的理解
典例2 如图所示,某个物体在 F1、F2、F3、F4 四个力的作用下处于静止状态, 若 F4 的方向沿逆时针转过 60°而保持其大小不变,其余三个力的大小和方向均不变, 则此时物体所受到的合力大小为( C )
两绳中的拉力如何变化。
AO中的拉力不断变小, BO中的拉力先变小后变大。
练习2 如图所示,粗糙水平面上放有截面为 1 圆周的柱状物体A,A与墙面 之间放一光滑的圆柱形物体B,对A施加一个水4平向左的力F,使A缓慢地
D 向左移动少许,在这一过程中 ( )
A.A受到的摩擦力增大
B.A受到的合力减小 C.A对B的弹力增大 D.墙壁对B的弹力减小
解法二:正交分解法
y

高中物理必修一第三章相互作用知识点总结

高中物理必修一第三章相互作用知识点总结

高中物理必修一第三章相互作用复习资料板块一:基本知识点一、重力,基本相互作用1、力和力的图示2、力的作用效果3、力是物体与物体之间的相互作用(1)、施力物体(2)受力物体(3)力的相互性(牛顿第三定律)4、力的三要素:大小,方向,作用点5、重力:由于地球吸引而受的力大小G=mg 方向:竖直向下重心:重力的作用点由物体形状和质量分布共同决定均匀分布均匀、形状规则物体:几何对称中心不一定在物体身上6、四种基本作用(记住)(1)万有引力(2)电磁相互作用(3)强相互作用(4)弱相互作用二、弹力1、性质:接触力2、弹性形变:当外力撤去后物体恢复原来的形状3、弹力产生条件(形变的物体是施力物体)(1)挤压(2)发生弹性形变4、方向:与形变方向相反(①按照接触类型分:3类;②绳、杆、弹簧)5、常见弹力(1)压力垂直于接触面,指向被压物体(2)支持力垂直于接触面,指向被支持物体(3)拉力:沿绳子收缩方向(4)弹簧弹力方向:可短可长沿弹簧方向与形变方向相反6、弹力大小计算(胡克定律)(实验)F=kx k 劲度系数 N/m x 伸长量三、摩擦力产生条件:两个物体接触且粗糙(有弹力)有相对运动或相对运动趋势静摩擦力:相对运动趋势不代表物体一定静止静摩擦力方向:沿着接触面与运动趋势方向相反大小:0≤f≤Fmax大小的计算方法:平衡或牛顿第二定律滑动摩擦力:有相对滑动不代表物体一定运动大小:f=μN (注意N不一定等于mg)N 相互接触时产生的弹力四、力的合成与分解(力的合成实验)实验方法:等效替代求合力方法:平行四边形定则(合力是以两分力为邻边的平行四边形对角线,对角线长度即合力的大小,方向即合力的方向)合力与分力的关系1、合力可以比分力大,也可以比分力小2、夹角θ一定,θ为锐角,两分力增大,合力就增大3、当两个分力大小一定,夹角增大,合力就增大,夹角增大,合力就减小(0<θ<π)4、合力最大值 F=F1+F2 最小值 F=|F1-F2| (思考三力合成的合力范围)力的分解:已知合力,求替代F的两个力原则:分力与合力遵循平行四边形定则本质:力的合成的逆运算作分力的基本操作:明确分力的方向——以合力为对角线分力为邻边构建平行四边形计算法求合力、分力的实质:解三角形(三角函数的运算)五、受力分析步骤和方法(1)研究对象:受力物体(2)隔离开受力物体(3)顺序:①场力(重力,电磁力......)②弹力:(绳子拉力沿绳子方向;轻弹簧压缩或伸长与形变方向相反;轻杆可能沿杆,也可能不沿杆;垂直于接触面)③摩擦力静摩擦力方向1.求 2.假设滑动摩擦力方向与相对滑动方向相反④其它力(题中已知力)(4)检验是否有施力物体六、摩擦力分析根据运动状态分析:根据平衡或牛顿第二定律分析七、重难点模型1、三力平衡模型2、斜拉模型3、斜面模型(见右图)斜面倾角θ动摩擦因系数μ=tanθ物体在斜面上匀速下滑μ>tanθ物体保持静止μ<tanθ物体在斜面上加速下滑板块二:必须会做的题类型一:概念辨析1.如图,重力大小为G的木块静止在水平地面上,对它施加一竖直向上且逐渐增大的力F,若F总小于G,下列说法中正确的是是木块的重力2.关于弹力的说法,错误的是:A .物质互相接触,就有弹力的相互作用。

物理必修一第三章知识点总结

物理必修一第三章知识点总结

第三章相互作用专题一:力的概念、重力和弹力1.力的本质(1)力的物质性:力是物体对物体的作用。

提到力必然涉及到两个物体:施力物体和受力物体,力不能离开物体而独立存在,(不离开不是一定要接触)有力时物体不一定接触。

(2)力的相互性:力是成对出现的,作用力和反作用力同时存在。

作用力和反作用力总是等大、反向、共线,分别作用在两个物体上,作用效果不能抵消.(3)力的矢量性:力有大小、方向,对于同一直线上力的矢量运算,同向相加,反向相减。

(4)力作用的独立性:几个力作用在同一物体上,每个力对物体的作用效果均不会因其它力的存在而受到影响。

2.力的作用效果力对物体作用有两种效果:一是使物体发生形变,二是改变物体的运动状态。

这两种效果可各自独立产生,可同时产生。

3.力的三要素:大小、方向、作用点完整表述一个力时,三要素缺一不可。

当力F1、F2的大小、方向均相同时,我们说F1=F2。

力的大小可用弹簧秤测量,也可通过定理、定律计算,力的单位是牛顿,符号是N。

4.力的图示和力的示意图力的图示:用一条有向线段表示力的方法叫力的图示,用带有标度的线段长短表示大小,用箭头指向表示方向,作用点用线段的起点表示。

5.重力(1).重力的产生:重力是由于地球的吸收而产生的,重力的施力物体是地球。

(2).重力的大小:由G=mg计算,g为重力加速度,通常g取9.8米/秒方。

由弹簧秤测量:物体静止时弹簧秤的示数为重力大小。

(3).重力的方向:重力的方向总是竖直向下的,不一定指向地心。

(4).重力的作用点——重心物体的各部分都受重力作用,效果上,认为各部分受到的重力作用都集中于一点,叫做物体的重心。

(假设的点)重心跟物体的质量分布、物体的形状有关,重心不一定在物体上。

质量分布均匀、形状规则的物体其重心在物体的几何中心上。

(5).重力和万有引力重力是地球对物体万有引力的一个分力,万有引力的另一个分力提供物体随地球自转的向心力,同一物体在地球上不同纬度处的向心力大小不同,但由此引起的重力变化不大,一般情况可近似认为重力等于万有引力,即:mg=GMm/R2。

高中物理必修一 3.5 共点力的平衡

高中物理必修一 3.5 共点力的平衡

针对训练2 如图5所示,光滑半球形容器固定在水平面上,O为球心.一
质量为m的小滑块,在水平力F的作用下静止于P点.设滑块所受支持力为
FN,OP与水平方向的夹角为θ,重力加速度为g,下列关系正确的是
√A.F=tamngθ
B.F=mgtan θ
C.FN=tamngθ
D.FN=mgtan θ
图5
解析 对小滑块进行受力分析,如图所示,将FN沿水平方向和竖直方向 进行分解,根据平衡条件列方程. 水平方向有:FNcos θ=F 竖直方向有:FNsin θ=mg 联立解得 F=tamngθ,FN=smingθ.
则a、b两弹簧的伸长量之比为
图3
√A.34
B.43
C.45
D.54
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
解析 对小球受力分析,受到重力和两个弹簧的弹力,如图所示, 则有:FFab=mmggcsoins 3377°°=34 而Fa=kxa,Fb=kxb 解得xxab=34 故A正确,B、C、D错误.
当受到沿水平方向吹来的风时,金属丝偏离竖直方向一个角度.风力越大,
偏角越大.通过传感器,就可以根据偏角的大小指示出风
力.那么风力大小F跟金属球的质量m、偏角θ之间有什么
样的关系呢?(重力加速度为g)
答案 见解析
图4
解析 选取金属球为研究对象,它受到三个力的作用,金属球处于平衡 状态,这三个力的合力为零.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
考点二 三力平衡问题
5.(2020·梅河口市博文学校高一上期末)如图3所示,
两根完全相同的轻弹簧a、b上端固定在竖直墙壁上,
下端连接在小球上.小球静止时,弹簧a、b与竖直方

高一物理力的相互作用


若三个物体都保持静止,则大小关系是(
C )
木板的上表面的一端放有一铁块,木板由水平位置 缓慢向上转动(即木板与水平面的夹角α变大),另一 端不动,如图所示,写出木板转动过程中摩擦力与 角α的关系式,并分析随着角α的增大、摩擦力怎样 变化.(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)(α<900) 起先铁块静止,受静摩擦力F静 =mgsinα,α增大,F静增大 而后当角α超过某一值时,铁块受滑动摩擦力作用, 由F滑=μFN知,F滑=μmgcosα增大,F滑减小
A逐渐减小 B逐渐增大
C先减小后增大
D先增大后减小
θ
②一个力保持不变;另二个力方向都发 生变化 需要运用相似三角形来解决
多力平衡(四个或四个以上的力)
应用正交分解法求解,即建立坐标系将各 Fx合 力在坐标系上正交分解后,建立平衡方程:
0
F 0 y 合
重G的物体放在一斜面上,与斜面的动摩擦因数 为u,在水平推力作用下,物体沿斜面匀速运动, 求F的大小? F
关于两个大小不变的共点力与其合力的关系,下 列说法正确的是 CFG A.合力大小随着两力夹角的增大而增大 B.合力大小一定大于分力中最大者 C.两分力夹角小于180°时,合力随夹角的减 F1 F2 F F1 F2 小而增大 D.合力不能小于分力中最小者 E.合力F一定大于任一个分力 F.合力的大小可能等于F1也可能等于F2 G.合力有可能小于任一个分力
g随纬度的增大而增大,随高度的增加而减小.
基本相互作用
1、万有引力(重力) 2、电磁相互作用(弹力、摩擦力等) 3、强相互作用(核子之间) 4、弱相互作用(放射现象中)
力的命名
1、按力的性质命名(重力、弹力、摩擦力等) 2、按力的效果命名(动力、阻力、拉力、压力等)

第三章相互作用——力第5节共点力的平衡-2024-2025学年高中物理必修第一册上课课件


2.请尝试利用正交分解法求解上面例题。 解析:如图所示,建立直角坐标系,将绳子 OA 和 OB 的拉力沿 x、y 方向正交分解。 T=G, 由平衡条件得: 水平方向:F1cos 60°=F2cos 30°, 竖直方向:F1sin 60°+F2sin 30°=T, 解得:F1=17.0 N,F2=9.8 N。 答案:17.0 N,方向沿绳由 O 指向 A; 9.8 N,方向沿绳由 O 指向 B。
现用两根木条叠放的方式探究伸臂桥的平衡稳定问题。选两块质地均匀、
质量相同的木条如图乙叠放在桌子边缘。若木条长度均为 l,为使这两块木条
保持平衡,不致翻倒,木条 2 的右端离桌沿的水平距离最远可为多少?还有
哪些因素会影响伸臂桥的安全? 提示:如图所示,对于木条 2,只要其伸出的长度不超2l ,就不会翻倒,
典例 2 [选自鲁科版新教材例题]用绳子将鸟笼挂在一根横梁上,如图所 示。若鸟笼重 19.6 N,求绳子 OA 和 OB 对结点 O 的拉力。
[解题指导] 该题可利用合成法求解,以结点 O 为研究对象,它受到鸟笼 上端绳子的拉力 T,以及两段绳子 OA 和 OB 的拉力 F1、F2。结点 O 在这三个 共点力作用下处于平衡状态,其中,F1 和 F2 的合力 F 与 T 大小相等、方向相 反,T 的大小与鸟笼所受重力大小相等。由此可通过平行四边形定则作图求解。
[解析] 以结点 O 为研究对象,根据共
点力的平衡条件,作受力分析如图所示。 F=T,且 T=G, 由三角函数关系得 F1=Fcos 30°=19.6×0.866 N=17.0 N, F2=Fsin 30°=19.6×0.5 N=9.8 N。 [答案] 17.0 N,方向沿绳由 O 指向 A; 9.8 N,方向沿绳由 O 指向 B。

高中物理解三个共点力作用下物体平衡问题的方法

高中物理解三个共点力作用下物体平衡问题的方法解三个共点力作用下物体平衡问题的常用方法有:1、力的合成、分解法:对于三力平衡问题,一般可根据“任意两个力的合成与第三个力等大反向”的关系,即利用平衡条件的“等值、反向”原理解答。

例1、如图1所示,一小球在纸面内来回振动,当绳OA和OB拉力相等时,摆线与竖直方向的夹角为()图1A.15°B.30°C.45°D.60°解析:对O点进行受力分析,O点受到OA绳和OB绳的拉力F A 和F B及小球通过绳子对O点的拉力F三个力的作用,在这三个力的作用下O点处于平衡状态,由“等值、反向”原理得,F A和F B的合力F合与F是等值反向的,由平行四边形定则,作出F A和F B的合力F合,如图2所示,由图可知,故答案是A。

图22、矢量三角形法:物体受同一平面内三个互不平行的力作用平衡时,这三个力的矢量箭头首尾相接,构成一个矢量三角形;反之,若三个力矢量箭头首尾相接恰好构成三角形,则这三个力的合成必为零,因此可利用三角形法,求得未知力。

例2、图3中重物的质量为m,轻细线AO和BO的A、B端是固定的。

平衡时AO是水平的,BO与水平面的夹角为。

AO的拉力和BO的拉力的大小是:()图3A.B.C.D.解析:因结点O受三力作用而平衡,且与mg垂直,所以三力应组成一个封闭的直角三角形,如图4所示,由直角三角形知识得:,所以选项B、D正确。

图43、正弦定理法:三力平衡时,三个力可构成一封闭三角形,若由题设条件寻找到角度关系,则可用正弦定理列式求解。

例3、如图5(a)所示,质量为m的物体用一轻绳挂在水平轻杆BC的C端,B端用铰链连接,C点由轻绳AC系住,已知AC、BC夹角为,则轻绳AC上的张力和轻杆BC上的压力大小分别为多少?图5解析:选C点为研究对象,受力情况如图5(b)所示,由平衡条件和正弦定理可得即得和所以由牛顿第三定律知,轻绳AC上的张力大小为,轻杆BC上的压力大小为。

高中物理第三章相互作用35力的分解(3)三力共点的平衡条件1

高中物理第三章相互作用35力的分解(3)三力共点的平衡条件1力的分解一.什么是共点力?一个物体受到两个或更多力的作用,若这些力的作用线的延长线或反向延长线相交于一点,则这些力叫共点力。

二.共点力的平衡条件1.若几个力作用在物体上使物体处于平衡状态(静止或匀速直线运动),则这几个力一定是共点力,而且其合力一定等于零。

2.几个力作用在物体上使物体处于平衡,则其中的某一个力必定与其他几个力的合力等值反向。

3.高中阶段,重点解决三个力作用在物体上使之平衡的问题的解决。

(1)受力分析是前提物体的受力分析是解决物理问题的关键,是研究物理问题的重要方法。

受力分析的一般步骤是:1、确定适当的研究对象(尽量让问题简便);2、先场力,再接触力,并画受力分析图;3、注意点:(1)对“态”受力分析,某力存在与否可以通过物体的运动状态来检验。

(2)要分析的是物体受到的“性质力”,不要画“效果力”。

(3)该物体对其它物体施加的力不要画在该物体的受力图上。

(4)整体法和隔离法综合运用,最终回到隔离法。

(2)三力共点平衡问题的常用解决方法①力的合成法;②力的分解法;③正交分解法;④相似三角形法;⑤矢量三角形法;⑥正弦定理法;⑦余弦定理法。

(3)三力共点的动态平衡问题的分析方法:①问题的特征:受重力,和其余两个力,使物体平衡,其中有一个力的作用线是确定的,但大小不定;另一个分力的大小和方向均不确定。

②重力分解图示法:先画重力;从重力的箭头画那个已知作用线的力的作用线;再从重力的起端出发,画另一个力,使三个力成为封闭三角形,这个封闭三角形的第三条边随着另一个力的作用方向的改变而跟着改变。

【例析1】一个质点受三个恒力1F 、2F 、3F 作用,沿水平方向向右匀速直线运动,如图,虚线表示运动方向。

已知13F N =,方向与虚线成30?,23F N =,方向与虚线垂直。

试确定3F 的大小和方向。

【例析2】三段不可伸长的细绳OA 、OB 、OC 能存受的最大拉力相同,它们共同悬挂一重物,如图。

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力的分解
一.什么是共点力?一个物体受到两个或更多力的作用,若这些力的作用线的延长线或反向延长线相交于一点,则这些力叫共点力。

二.共点力的平衡条件
1.若几个力作用在物体上使物体处于平衡状态(静止或匀速直线运动),则这几个力一定是共点力,而且其合力一定等于零。

2.几个力作用在物体上使物体处于平衡,则其中的某一个力必定与其他几个力的合力等值反向。

3.高中阶段,重点解决三个力作用在物体上使之平衡的问题的解决。

(1)受力分析是前提
物体的受力分析是解决物理问题的关键,是研究物理问题的重要方法。

受力分析的一般步骤是:1、确定适当的研究对象(尽量让问题简便);2、先场力,再接触力,并画受力分析图;3、注意点:(1)对“态”受力分析,某力存在与否可以通过物体的运动状态来检验。

(2)要分析的是物体受到的“性质力”,不要画“效果力”。

(3)该物体对其它物体施加的力不要画
在该物体的受力图上。

(4)整体法和隔离法综合运用,最终回到隔离法。

(2)三力共点平衡问题的常用解决方法
①力的合成法;②力的分解法;③正交分解法;④相似三角形法;⑤矢量三角形法;⑥正弦定理法;⑦余弦定理法。


3)三力共点的动态平衡问题的分析方法:
①问题的特征:受重力,和其余两个力,使物体平衡,其中有一个力的作用线是确定的,但大小不定;另一个分力的大小和方向均不确定。

②重力分解图示法:先画重力;从重力的箭头画那个已知作用线的力的作用线;再从重力的起端出发,画另一个力,使三个力成为封闭三角形,这个封闭三角形的第三条边随着另一个力的作用方向的改变而跟着改变。

【例析1】一个质点受三个恒力1F 、2F 、3F 作用,沿水平方向向右匀速直线运动,如图,虚线表示运动方向。

已知13F N =,方向与虚线成30︒,23F N =,方向与虚线垂直。

试确定3F 的大小和方向。

【例析2】三段不可伸长的细绳OA 、OB 、OC 能存受的最大拉力相同,它们共同悬挂一重物,如图。

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,则最先断的绳是 A .必定是OA B .必定是OB
C .必定是OC
D .可能是OB ,也可能是OC
【例析3】水平横梁的一端A 插在墙壁内,另一端装有一小滑轮B 。

一轻绳的一端C 固定于墙壁上,另一端跨过滑轮后悬挂一质量为m=10Kg 的
C
重物,∠CAB=30°如图,则滑轮受到的绳子的作用力为 A .50N B .503N C .100N D .1003N
【例析4】重为G 的球放在倾角α的光滑斜面上,并用竖直光滑挡板挡住,使球静止。

若使挡板逆时针缓慢转动到水平位置,则在转动过程中,球对挡板的压力N 1和对斜面的压力N 2的变化情况是 A .N 1先减小后增大 B .N 2先减小后增大 C .N 1一直减小 D .N 2一直减小
【例析5】有一个直角支架AOB ,AO 水平放置,表面粗糙,OB 竖直向下,表面光滑,AO 上套有小环P ,OB 上套有小环Q ,两环的质量均为m ,两环间由一根质量不计,不可伸长的细绳相连,并在某一位置平衡。

现将P 环向左移一小段距离,两环再次达到平衡,那么将移动后的平衡状态和原来的平衡状态比较,AO 杆对P 环的支持力N 和细绳上的拉力T 的变化情况是
A .N 不变,T 变大
B .N 不变,T 变小
C .N 变大,T 变小
D .N 变大,T 变小
【例析6】水平放置的长杆上套有两个完全相同的质量均为m 的圆环,环的下面各用一根长为L 的轻绳与质量为2m 的小球相连,两距离环间距亦为L ,环与球均处于静止状态,当两环之间的距离减小时,两环与杆之间的 A 、静摩擦力增大 B 、静摩擦力减小 C 、弹力减小 D 、弹力增大
【点拨】(1)整体法和隔离法的综合运用,(2)四个力以上的共点力平衡问题如何转化为三力平衡的典型问题的解决思路
P
A
B
Q
m
m
m
2
【例析7】如图所示,小球质量为m,两根轻绳BO、CO系好后,将绳固定在竖直墙上,在小球上加一个与水平方向夹角为37°的力F,使小球平衡时,两绳均伸直且夹角为90°,则力F的大小应满足什么条件?。

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