高中物理 第四章 物体的平衡 第2节 共点力平衡条件的应用教科版必修1.ppt

第二节共点力平衡条件的应用共点力的平衡问题和我们的生活生产实践紧密联系运动中的平衡静止在水面上的平衡多个物体的平衡物体处在平衡状态,必定满足平衡条件,即所受到的合外力为零。实际上,我们经常根据这一平衡条件来求处于平衡状态的物体所受到的作用力。(1)明确平衡状态(加速度为零);(2)巧选研究对象(整体法和隔离法);(3)受力分析(规范画出受力示意图);(4)建立平衡方程(灵活运用力的合成法、正交分解法、矢量三角形法及数学解析法);(5)求解或讨论(解的结果及物理意义).(1)相似三角形法:.(2)拉密原理:三个共点力平衡时,每个力与另外两个力夹角的正弦之比均相等,:F1/sinα=F2/sinβ=F3/sinγ(其中α为F2与F3的夹角,β为F1与F3的夹角,γ为F1与F2的夹角).求解平衡问题的基本思路(3)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.(4)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恰好构成一个封闭的三角形,即这三个力的合力必为零,——勾股定理或三角函数相似三角形——力三角形与几何三角形对应边成比例学****活动一:三力平衡问题的数学解法例1、质点m在F1、F2、F3三个力作用下处于平衡状态,各力的方向所在直线如图所示,图上表示各力的矢量起点均为O点,终点未画,则各力大小关系可能为()>F2>>F3>>F1>>F1>F3C600F1F2F31350450600共点力平衡条件的推论:当物体受三个力平衡时,任意一个力必定与两个力的合力大小相等,方向相反,作用在一条直线上。(把三力平衡问题转化为两力平衡问题)例2、如图示半径为r,表面光滑的半球体被固定在水平地面上,跨过无摩擦的定滑轮,用一根轻绳下挂一个质量为m的小球,将小球置于半球体光滑的表面上,并使定滑轮位于半球体的正上方,现用力F斜左向下拉绳的自由端,使小球沿光滑半球面缓慢向上滑动。在此过程中,半球体对小球的支持力FN和绳子的拉力F的变此情况。则小球沿光滑半球面缓慢向上滑动过程中,半球体对小球的支持力FN不变,绳子的拉力F不断减小。分析与解:根据平衡的特点,由力的几何结构可知:(L为滑轮到小球的长度)即相似三角形法【变式训练3】如图所示,支杆BC一端用铰链固定于B,另一端连接滑轮C,重物P上系一轻绳经C固定于墙上A点。若杆BC、滑轮C及绳子的质量、摩擦均不计,将绳端A点沿墙稍向下移,再使之平衡时,绳的拉力和BC杆受到的压力如何变化?