物理人教版(2019)必修第一册3.5共点力的平衡(共23张ppt)

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物理人教版(2019)必修第一册3.5共点力的平衡(共23张ppt)

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(共23张PPT)
共点力平衡问题
复习:
共点力:几个力同时作用在物体的同一点,或它们的作用线相交于一点。
平衡状态:静止或匀速直线。
01
共点力静态平衡
什么是静态平衡?平衡条件?
木块匀速下滑
G
N
F合=0
G
N
f
苹果静止
【例1】如图所示,G=100N,α=60°,求OA、OB绳的拉力。
G
O
A
B
G
TA
TB
解:正交分解法
【例1】如图所示,G=100N,α=60°,求OA、OB绳的拉力。
G
O
A
B
G
TA
TB
解:合成法
G'
【练习】AC、BC绳能承受的最大拉力为120N。它们与竖直方向夹角分别为37°和53°,求:
(1)增大物体重力,哪条绳先断?
(2)此重物的最大重力不应超过多少
G
TA
TB
G'
解:(1)绳AC先断
(2)当绳AC上的力达到120N时,
物体的重力最大。
TA=120N
cos37°= TA/G'
G'= G =150N
G
O
A
B
例 1
练习
死结问题:
【例2】晾衣绳两端分别固定在a、b两点,衣架钩是光滑的,挂于绳上处于静止状态。人为改变一个条件,当衣架重新静止时,下列说法正确的是( )(多选)
A.绳的右端上移到b′,绳子拉力不变
B.将杆N向右移一些,绳子拉力变大
C.绳的两端高度差越小,绳子拉力越小
D.若换挂质量更大的衣服,则衣服架悬挂点右移
AB
G
T
T
α
α
G=2T·cosα
例 2
活结问题:
两杆间距离L
α
α
绳子总长度为x
L=x·sinα
绳子一端在上下移动的时候,L与x都不变,则α角是定值。
α
α
G=2T·cosα
绳子拉力T不变,
绳子两端高度差对T无影响。
例 2
活结问题:
两杆间距离L
α
α
绳子总长度为x
L=x·sinα
G=2T·cosα
N杆向右移动,L增大,绳长x不变,α角变大,cosα减小,T变大。
增加衣服质量,x,L,α都不变,悬挂点位置不变。
【例3】如图a,轻绳AD跨过固定水平横梁BC右端的定滑轮,挂住质量为M1的物体,∠ACB=30°;
图b中轻杆HG一端用铰链固定在墙上,另一端G通过细绳EG拉住,EG与水平方向也成30°,轻杆的G点用轻绳GF拉住一个质量为M2的物体,求:
(1)轻杆BC对C端的支持力;
(2)轻杆HG对G端的支持力。
铰链
例 3
定杆问题:
T
T=M1g
T
Nc=T=M1g
轻杆的一端固定,则杆产生的弹力有可能沿杆,也有可能不沿杆,杆的弹力方向根据共点力平衡确定。
例 3
动杆问题:
T2=M2g
T1
NG
T1sin30°=M2g
T1cos30°=NG
轻杆与墙壁通过转轴相连,则杆产生的弹力方向一定沿杆。
02
共点力动态平衡
什么是动态平衡?
物体的状态发生缓慢的变化,在这个过程中物体一直处于平衡状态,但所受的力中有变力,故称为动态平衡。
问题的描述中常有“缓慢,逐渐”等。
【例4】新冠疫情期间,市民设计了如图所示装置,在与志愿者不接触的情况下将吊篮中的生活用品缓慢拉到窗口,图中轻绳的一端栓在轻杆上,另一端绕过定滑轮(不计一切摩擦),下列说法正确的是(  )
A.轻杆所受的压力大小始终不变B.轻杆所受的压力大小先减小,后增大C.该同学手上所受的拉力大小始终不变D.该同学手上所受的拉力大小先减小,后增大
A
练习
动杆问题:
mg
F
N
F
mg


解:相似三角形法
mg、h和L杆不变,L绳变小,则F变小,N不变。
h
【例5】如图,小球放在光滑的墙与装有铰链的光滑薄板之间,当墙与木板之间的夹角α缓慢地增大到90°的过程中( )(多选)
A.小球对木板的正压力增大
B.小球对墙的压力减小
C.小球对墙的压力先减小,
后增大
D.木板对小球的弹力不可能
小于小球的重力
BD
例5
G
N2
α
α
N1
解析法:
α增大,N1,N2都减小。
例5
G
N2
α
α
N1
图解法:
G
N1
N2
线段长短表示力的大小,N1,N2都减小。同时,N2是三角形斜边,一定大于G。
【例6】马戏团有长臂猿表演节目,当长臂猿双手抓住大圆环吊挂不动时,顺时针缓慢转动大圆环至长臂猿右臂竖直,在此过程中长臂猿左右手臂(夹角为锐角)受到的拉力F1、F2的变化情况是( )
A.F1、F2都逐渐增大
B.F1、F2都逐渐减小
C.F1逐渐增大,F2逐渐减小
D.F1逐渐减小,F2逐渐增大
D
例 6
G
F2
F1
1.一个定力;
2.两个变向力,但夹角不变。
辅助圆法:
α
小结:
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