2019人教版 物理必修一 第3章 第5节共点力的平衡——课件(共30张PPT)

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2019人教版 物理必修一 第3章 第5节共点力的平衡——课件(共30张PPT)

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(共30张PPT)
c
处于平衡状态,
受重力和支持力
作用,二力平衡。
针尖上的鸡蛋
平衡的巨石
扶梯上的人
骑独轮车的人
在运动状态和受
力上有什么共同
特点?
c
根据各个力作用线的几何关系,把受力分成两类,怎样划分?
力的作用线是否相交
甲、丁 —— 相交 —— 共点力
乙、丙 —— 不相交 —— 非共点力
c
交流讨论
回顾:二力平衡的条件是___________________________;
   一对平衡力的合力大小为_________。
等值、反向、共线、同物

思考:体育训练中,抓住两个吊环吊在空中静止的小孩受几个力?这些力的合力应为多大?能否利用所学知识证明你的推测?
三个力(重力、两吊环对手的拉力),合力为零。
c
实验探究:三力平衡的条件
利用一个弹簧测力计悬挂钩码,
处于静止状态,分析钩码的受
力情况,用力的合成的知识得
出二力平衡的条件。
拉力F,钩码重力G —— 大小相等、方向相反、作用在同一条直线上,作用在同一个物体上。
c
实验探究:三力平衡的条件
按照两个测力计的示数和方向,作出力的图示,根据平行四边形定则求出合力,经过分析比较得出结论。
用两个测力计悬挂钩码处于静
止状态,分析钩码的受力,猜
想三个力满足什么关系?该如
何验证猜想得出结论?
c
视频《共点力作
用下物体的平衡》
c
共点力:几个力都作用在物体的同一点,或者它们的作
用线相交于同一点,这几个力就叫作共点力。
平衡状态:一个物体在共点力的作用下,如果保持静止
或者做匀速直线运动,就说这个物体处于平衡状态。
梳理深化
c
二力平衡:若物体受到两个共点力作用处于平衡状态,则这两个力等值反向,物体受到的合外力为零。
三力平衡:三个力的合力为零,即任意两个力的合力与第三个力大小相等、方向相反、作用在同一直线上。
梳理深化
c
② 若物体受到n个力处于平衡状态,则任意m(m<n)个力的合
力与其他(n-m)个力的合力等值反向,物体受到的合外力为零。
在共点力作用下物体平衡的条件是__________。
① 若物体受到n个力处于平衡状态,则任意(n-1)个力的合力
与第n个力等值反向,物体受到的合外力为零。
多个力平衡: 如果物体受到多个力作用,可以逐步通过力的合成,最终等效为两个力的作用。
合力为零
c
巩固提升
例1.如图,行李箱在斜向上的拉力F 的作用下沿水平方向做匀速运动,则拉力F 与地面对箱子的摩擦力f 的合力的方向为(  )
A.可能向上偏左  
B.可能向上偏右  
C.一定向上  
D.无法判断
C
c
A.拖把依然受力平衡
B.拖把继续做匀速运动
C.地面对拖把的支持力FN变大,地面对拖把的摩擦力Ff变大
D.地面对拖把的支持力FN变小,地面对拖把的摩擦力Ff变小
练习1.在卫生大扫除中,某同学用拖把拖地,沿推杆方向对
拖把施加推力 F,此时推力与水平方向的夹角为 θ,且拖把刚
好做匀速直线运动。从某时刻开始保持力 F 的大小不变,减
小 F 与水平方向的夹角θ,则(  )
D
c
交流讨论
拖拉机斜向上前方拉犁的力对犁产生了什么效果?按照效果分解这个拉力,分力方向如何?
沿水平方向向前拉的力






c
人拉行李箱子匀速前进。
分析行李箱的受力情况?
分析各力之间的关系?
G
f
N
F
c
人拉行李箱子匀速前进。
分析行李箱的受力情况?
分析各力之间的关系?
G
f
N
F
x
y
θ
Fcosθ=f
Fsinθ+N=G
建立直角坐标系,使G、f、N
都落在坐标轴上,将F 分解到
坐标轴上;
沿 x 轴方向:
沿 y 轴方向:
c
某幼儿园小朋友沿滑梯匀速下滑,试分析小朋友受到各力之间的关系。
c
某幼儿园小朋友沿滑梯匀速下滑,试分析小朋友受到各力之间的关系。
任两力合力与第三力比较
—— 合成法
G
N
f
θ
F
F=G
Fsinθ=Gsinθ=f
Fcosθ=Gcosθ=N
c
某幼儿园小朋友沿滑梯匀速下滑,试分析小朋友受到各力之间的关系。
G
N
f
θ
x
y
Gsinθ
Gcosθ
建立直角坐标系,按坐标轴分解力 —— 正交分解法
Gsinθ=f
Gcosθ=N
c
梳理深化
平衡问题的求解方法:
当物体在三个力作用下处于平衡时:
三个力在一条直线上,则其中两个力的合力大小等于第三个力的大小,方向和第三个力相反,仅通过代数运算就可以求解。
F1
F2
F3
F2+F3=F1
c
梳理深化
平衡问题的求解方法:
当物体在三个力作用下处于平衡时:
三个力不在同一直线上,应用平行四边形定则,求其中两个力的合力,此合力大小和第三个力相等,方向和第三个力相反。(一般要应用三角形的边角关系来解决问题)
c
梳理深化
平衡问题的求解方法:
当物体在四个或四个以上力作用下处于平衡时:
——正交分解法——对三力平衡同样适用。
物体在任意两个互相垂直的方向上的合力就必须都为零。
选取两个互相垂直的方向建立坐标轴x、y,
把不在这两个方向的力沿这两个方向分解,
这两个方向的合力都为零:Fx=0,Fy=0。
c
例2.长时间低头玩手机对人的身体健康有很大危害,当低头玩手
机时,颈椎受到的压力会比直立时大。
现将人体头颈部简化为如图所示的模型:头部的重
力为G,P点为头部的重心,PO为提供支持力的颈
椎(视为轻杆),可绕O点转动,PQ为提供拉力
的肌肉(视为轻绳)。当某人低头时,PO、PQ与
竖直方向夹角分别为30°、60°,此时颈椎受到的压力约为(  )
A.2G   B. G   C. G   D.G
巩固提升
B
c
要使颈椎(轻杆)PO不绕O点转动,脊椎受到的压力一定沿PO的方向,故对头部受力分析如图,
FO
FQ
G
x
y
则 y 轴方向 FOcos30°=G
解得 FO= G
已知PO与竖直方向夹角为30°,故建立竖直
和水平方向的平面直角坐标系,
c
例3.某屋顶为半球形,一人在半球形屋顶上向上缓慢爬行(如图所示),他在向上爬的过程中(  )
A.屋顶对他的支持力不变
B.屋顶对他的支持力变大
C.屋顶对他的摩擦力不变
D.屋顶对他的摩擦力变大
c
例3.某屋顶为半球形,一人在半球形屋顶上向上缓慢爬行(如图所示),他在向上爬的过程中(  )
A.屋顶对他的支持力不变
B.屋顶对他的支持力变大
C.屋顶对他的摩擦力不变
D.屋顶对他的摩擦力变大
B
x
y
f=Gsinθ
N=Gcosθ
c
练习2.如图是一种测定风力的仪器的原理图,
质量为m的金属球,固定在一细长的轻金属丝
下端,能绕悬点O在竖直平面内转动,无风时
金属丝自然下垂,有风时金属丝将偏离竖直方
向一定角度θ,角θ的大小与风力大小F有关,
下列关于风力F与θ的关系式正确的是(  )
A.F=mgtanθ    B.F=mgsinθ
C.F=mgcosθ    D.F=
T
F
G
Tsinθ=F
Tcosθ=G
A
c
c
—— 平衡与稳度
不稳定平衡:如A球,当物体稍微偏离平衡位置一点,重心位置下降,就会失去平衡,且不能自动回到原来的平衡位置。
稳定平衡:如B球,当物体稍微偏离平衡位置一点,重心位置上升,就会失去平衡,但能自动回到原来的平衡位置,继续保持平衡。
随遇平衡:如C球,当物体稍微偏离平衡位置一点,重心位置既不降低也不上升,物体始终保持平衡状态。
c
—— 制作“平衡针”
把一根细铁丝从软木塞的中心穿过,在铁
丝的一端插上一个泡沫球;
再另外取一根细铁丝,横着穿过软木塞,
并将细铁丝弯曲,在这根细铁丝的两端各
插上一个橡胶瓶塞,如图。
注意下端伸出软木塞的铁丝不宜太长,将此端放在任何一个凸出点上,该系统都将对支撑点保持平衡。
c
将软木塞下移,特别是使系统的重心
低于系统的支撑点的位置,则会显著增强系统的稳定性。
将接触点处的铁丝折成一个“类似V形的底盘”,则会显著增强系统的稳定性。
如果向上或向下移动软木塞,系统还能平衡吗?
怎样增强系统的稳定性?
系统将失去初始状态的稳定性
—— 制作“平衡针”
c

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