《高一物理滬科版必修1 第4章 4.3《共點(diǎn)力的平衡及其應(yīng)用》課件》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高一物理滬科版必修1 第4章 4.3《共點(diǎn)力的平衡及其應(yīng)用》課件（42頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

歡迎進(jìn)入物理課堂 理解教材新知 第4章 隨堂基礎(chǔ)鞏固 課時(shí)跟蹤訓(xùn)練 知識(shí)點(diǎn)一 知識(shí)點(diǎn)二 把握熱點(diǎn)考向 考向一 考向二 應(yīng)用創(chuàng)新演練 4 3 考向三 1 平衡狀態(tài)是指物體保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)的狀態(tài) 2 共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件是合力為零 3 若研究對(duì)象是由多個(gè)物體組成的系統(tǒng) 常采用整體法和隔離法相結(jié)合來(lái)處理問(wèn)題 自學(xué)教材 平衡狀態(tài)物體保持或的狀態(tài) 靜止 勻速直線運(yùn)動(dòng) 重點(diǎn)詮釋 1 物體處于平衡狀態(tài)的實(shí)質(zhì)處于平衡狀態(tài)的物體加速度為零 反過(guò)來(lái)加速度為零的物體 一定處于平衡狀態(tài) 2 對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)的理解靜止與速度v 0不是一回事 物體保持靜止?fàn)顟B(tài) 說(shuō)明v 0 a 0 兩者同時(shí)成立 若僅是v 0 a 0 如自由下落開(kāi)始時(shí)刻的物體 并非處于平衡狀態(tài) 1 下列事例中物體處于平衡狀態(tài)的是 A 神舟 號(hào)飛船勻速落到地面的過(guò)程B 汽車(chē)在水平路面上啟動(dòng)或剎車(chē)的過(guò)程C 汽車(chē)停在斜坡上D 豎直上拋的物體在到達(dá)最高點(diǎn)的那一瞬間 解析 由平衡狀態(tài)的概念可知 A C選項(xiàng)中所描述的狀態(tài)是平衡狀態(tài) B選項(xiàng)中所描述的過(guò)程中 物體處于加速或減速過(guò)程 加速度不為零 B錯(cuò) 豎直上拋的物體到達(dá)最高點(diǎn)的瞬間 v 0 但a 0 不是平衡狀態(tài) D錯(cuò) 答案 AC 自學(xué)教材 1 二力平衡兩個(gè)力大小 方向 作用在同一條上 2 三力平衡其中任意兩個(gè)力的合力與第三個(gè)力 相等 相反 直線 等大反向 合力 F合 0 等大反向 重點(diǎn)詮釋 處理物體在幾個(gè)共點(diǎn)力作用下的平衡問(wèn)題時(shí)常用以下幾種方法 1 三角形法 1 根據(jù)平衡條件 任兩個(gè)力的合力與第三個(gè)力等大反向 把三個(gè)力放于同一個(gè)三角形中 三條邊對(duì)應(yīng)三個(gè)力 再利用幾何知識(shí)求解 2 三個(gè)力可以構(gòu)成首尾相連的矢量三角形 這種方法一般用來(lái)討論動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題較為方便 2 正交分解法把力沿兩個(gè)互相垂直的坐標(biāo)軸進(jìn)行分解 再在這兩個(gè)坐標(biāo)軸上求合力的方法 由物體的平衡條件可知物體在x軸方向上分力的合力等于零 在y軸方向上的分力的合力也等于零 即 Fx 0 Fy 0 3 整體法和隔離法 1 定義 把幾個(gè)相互關(guān)聯(lián)的物體視為一個(gè)整體 分析外部物體對(duì)它的作用力 外力 的方法稱為整體法 將某物體從周?chē)矬w中隔離出來(lái) 單獨(dú)分析該物體所受的力的方法稱為隔離法 2 使用技巧 分析相互作用的兩個(gè)或兩個(gè)以上物體的受力情況及分析外力對(duì)系統(tǒng)的作用力時(shí)以及當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)各物體具有相同的加速度或相同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)且不需要求系統(tǒng)內(nèi)物體間的相互作用力時(shí) 宜用整體法 而在分析系統(tǒng)內(nèi)各物體 或一個(gè)物體各部分 間的相互作用時(shí)或系統(tǒng)內(nèi)各部分的加速度 運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不相同時(shí)常用隔離法 圖4 3 1 2 如圖4 3 1所示 某個(gè)物體在F1 F2 F3 F4四個(gè)力的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài) 若F4的方向沿逆時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)60 而保持其大小不變化 其余三個(gè)力的大小和方向不變 則此時(shí)物體所受到的合力大小為 解析 由共點(diǎn)力的平衡條件可知 F1 F2 F3的合力應(yīng)與F4等值反向 當(dāng)F4的方向沿逆時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)60 而保持其大小不變時(shí) F1 F2 F3的合力的大小仍為F4 但方向與旋轉(zhuǎn)后的F4成120 由平行四邊形定則可得 此時(shí)物體所受的合力大小為F4 所以本題正確的選項(xiàng)應(yīng)為C項(xiàng) 答案 C 圖4 3 2 例1 如圖4 3 2所示 光滑半球形容器固定在水平面上 O為球心 一質(zhì)量為m的小滑塊 在水平力F的作用下靜止于P點(diǎn) 設(shè)滑塊所受支持力為N OP與水平方向的夾角為 下列關(guān)系正確的是 思路點(diǎn)撥 本題屬于三力平衡問(wèn)題 可以根據(jù)任意二個(gè)力的合力與第三個(gè)力等大反向 即力的合成法 求解 也可以用正交分解法求解 解析 法一 力的合成法取小滑塊作為研究對(duì)象 受力分析如圖所示 作出F和N的合力F 由平衡條件知F mg 從圖中的幾何關(guān)系有 法二 正交分解法取小滑塊作為研究對(duì)象受力分析 建立如圖所示的坐標(biāo)系 由平衡條件有Fx合 F Ncos 0Fy合 Nsin mg 0 答案 A 借題發(fā)揮 求解共點(diǎn)力作用下物體平衡的一般步驟 1 靈活選取研究對(duì)象 2 將研究對(duì)象隔離出來(lái) 分析物體的受力情況并畫(huà)受力示意圖 3 根據(jù)物體的受力特點(diǎn)選取適當(dāng)?shù)姆椒?三力平衡時(shí) 往往力的合成法或力的分解法方便一些 物體受多力平衡時(shí) 一般選用正交分解法 4 列方程求解 并檢查答案是否完整 合理 答案 A 例2 如圖4 3 4所示 保持 不變 將B點(diǎn)向上移 則BO繩的拉力將 A 逐漸減小B 逐漸增大C 先減小后增大D 先增大后減小 圖4 3 4 思路點(diǎn)撥 以O(shè)點(diǎn)為研究對(duì)象進(jìn)行受力分析 由平衡條件作出力的平行四邊形 然后根據(jù)題中條件的變化作出連續(xù)變化的平行四邊形 由平行四邊形邊長(zhǎng)的變化規(guī)律判斷力的變化規(guī)律 解析 取結(jié)點(diǎn)O為研究對(duì)象 其受力情況如圖所示 OA繩的拉力TA OB繩的拉力TB OC繩的拉力TC 三力合力為零 作出TA TB的合力 即有F TC mg 在OB繩移動(dòng)的過(guò)程中 F始終是不變的 根據(jù)題中OB繩的變化情況作出幾個(gè)連續(xù)變化后的平行四邊形 由圖中可知TB是先減小后增大的 TA是一直減小的 故選項(xiàng)C正確 答案 C 借題發(fā)揮 所謂動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題 就是通過(guò)控制某些物理量 使物體的狀態(tài)發(fā)生緩慢的變化 而在這個(gè)過(guò)程中物體又始終處于一系列的平衡狀態(tài) 分析動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題時(shí) 應(yīng)先畫(huà)出研究對(duì)象的受力圖 作出力的平行四邊形或矢量三角形 根據(jù)動(dòng)態(tài)變化的原因 分析各邊的長(zhǎng)度變化從而確定力的大小和方向的變化情況 若例題中保持OB繩始終水平 將A點(diǎn)向右移動(dòng) 則OB繩和OA繩的拉力如何變化 解析 O點(diǎn)受到重物的拉力TC mg 它產(chǎn)生的拉力使OA OB繩張緊 因此將TC分解為T(mén)A和TB 如圖所示 做出A點(diǎn)移動(dòng)時(shí)幾個(gè)連續(xù)變化的平行四邊形 由圖可知 TA TB一直是變大的 答案 OB OA繩上的拉力都是增大的 例3 如圖4 3 5所示 質(zhì)量為M的直角三棱柱A放在水平地面上 三棱柱的斜面是光滑的 且斜面傾角為 質(zhì)量為m的光滑球放在三棱柱和光滑豎直墻壁之間 A和B都處于靜止?fàn)顟B(tài) 求地面對(duì)三棱柱的支持力和摩擦力各為多少 圖4 3 5 思路點(diǎn)撥 A B兩個(gè)物體都處于靜止?fàn)顟B(tài) 求地面對(duì)A的支持力時(shí)可將A B兩個(gè)物體看成一個(gè)整體來(lái)處理 求地面對(duì)A的摩擦力時(shí)可結(jié)合整體與隔離物體B綜合進(jìn)行分析 解析 選取A和B整體為研究對(duì)象 它們受到重力 M m g 地面支持力N 墻壁的彈力F和地面的摩擦力f的作用 如圖甲所示 而處于平衡狀態(tài) 根據(jù)平衡條件有 N M m gF f 再以B為研究對(duì)象 它受到重力mg 三棱柱對(duì)它的支持力NB 墻壁對(duì)它的彈力F的作用 如圖乙所示 而處于平衡狀態(tài) 根據(jù)平衡條件有 NBcos mgNBsin F解得F mgtan 所以f mgtan 答案 M m gmgtan 借題發(fā)揮 整體和部分是辯證的統(tǒng)一 所以解決問(wèn)題時(shí)不能把整體法和隔離法對(duì)立起來(lái) 而應(yīng)靈活地把兩種方法結(jié)合起來(lái)使用 既可以先從整體考慮 也可以先對(duì)某一部分進(jìn)行隔離 從整體到部分 再?gòu)牟糠只氐秸w 靈活選取研究對(duì)象 多角度 全方位的展開(kāi)思路 2 如圖4 3 6所示 質(zhì)量m 5kg的物體置于一粗糙斜面上 用一平行于斜面 大小等于30N的力F推物體 使物體沿斜面向上勻速運(yùn)動(dòng) 斜面體質(zhì)量M 10kg 且始終靜止 求地面對(duì)斜面的摩擦力及支持力的大小 g取10m s2 圖4 3 6 135N 即地面對(duì)斜面的摩擦力大小為26N 地面對(duì)斜面的支持力大小為135N 答案 26N135N 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全