3.5.2 共点力的平衡 课件(共24张PPT)人教版(2019)必修第一册

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3.5.2 共点力的平衡 课件(共24张PPT)人教版(2019)必修第一册

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(共24张PPT)
整体法与隔离法
内力与外力:以两个以上的物体组成的物体系统为整体作为研究对象,系统内各物体间的作用叫内力,系统外物体对系统内物体的作用叫外力。
整体法和隔离法:以几个物体组成的整体为研究对象叫整体法,以单个物体为研究对象叫隔离法。
受力分析时,只分析(只画出)研究对象受到的外力,不能分析(不画出)系统内物体间的作用力。
整体法与隔离法往往是相互配合使用的
如图所示,在水平面上叠放着两个物体A和B,两物体在F1、F2(F1>F2)的水平拉力作用下,处于静止状态。试分别在甲、乙、丙图中画出A物体、B物体和整体的受力图。
4. 质量为m1、m2的两个物体通过轻弹簧连接,在力F的作用下一起沿水平方向做匀速直线运动(m1在地面,m2在空中),力F与水平方向成θ角.则m1所受支持力N和摩擦力f各为多大
同步训练p49
5.如图所示,斜劈置于粗糙的水平面上,其上一物体沿斜面匀速下滑的过程中,斜劈处于静止状态,下列说法中正确的是( )
A.斜劈对物体的支持力等于物体的重力
B.斜劈对物体的作用力大小等于物体的重力
C.水平面对斜劈的支持力等于斜劈和物体的总重力
D.水平面对斜劈的摩擦力方向水平向右
同步训练p49
BC
针对训练1.如图所示,质量为m的物体放在质量为M的斜面上,倾角为α的斜面体放在粗糙的水平地面上,当在物体m上施加一个水平力F时,m、M均处于静止状态,此时
斜面体对m的支持力FN1=________________,
斜面体对m的摩擦力Ff1=______________,
地面对M的支持力FN2=_______ ,地面对M的摩擦力Ff2=__________。
现将水平力由F突然增加到F′时,m和M都仍保持静止状态,判断各个力大小的变化情况
FN1________ ,Ff1________,FN2_________,Ff2_________。
探究案P46
模型:轻绳
轻绳任一截面两边的拉力称为张力.
特点:同一轻绳张力处处相等,等于绳的任一端所受拉力的大小。
死结:结点不能沿绳移动;死结两侧绳独立,绳上的弹力不一定相等。
活结:活结可移动,例如绳绕过光滑的滑轮或挂钩时,两侧绳仍为同一根绳,张力相等;两段绳子合力的方向一定沿这两段绳子夹角的平分线
死结
死结
活结
活结
模型:轻杆
轻杆可提供拉力或支持力.
活杆:用光滑的转轴或铰链连接的轻杆与物体连接(可转动);
活杆上的弹力方向一定沿着杆的方向!
死杆:将杆固定在墙壁(不能转),死杆上的力不一定沿着杆。
活结
死结
活杆
死杆
易错点:注意对象,作用力反作用力通过牛顿第三定律过度。1分
二级结论快速做题:两大小相等的力的合力在角平分线,大小相等
轻绳AD跨过固定的水平轻杆BC,挂住一个质量为M=10kg的物体,∠ACB=30°, g=10m/s2 绳对C的压力是
对物块:绳子拉力T=Mg=10N ①
对 绳上和C 的 接触点:受力如图,由几何知识得
C对绳支持力N=2Tcos60° ②
由牛顿第三定律得
绳对C的压力N’=N ③
联立①②③得N’=10N
杆绳模型
水平轻杆HG一端用铰链固定,另一端G通过轻细绳EG拉住,∠AGB=30°,杆的G点用轻细绳GK 拉住一个质量为G=10N的物体,求杆的力大小
杆绳模型
如果两绳AO、BO所能承受的最大拉力相等,当悬挂重物的重力不断增大时,哪根绳子会先被拉断?
思考和讨论
绳AO与BO垂直,且AO与水平夹370,AO与BO绳的最大承受拉力分别为30N和80N,则为使两绳均不断,重物质量最大为?
课堂练习
F4
如果悬绳AO与竖直方向的夹角θ减小,BO仍保持水平,重物仍然静止悬挂,悬绳AO和水平绳BO所受的拉力将分别如何变化?
F3
F1
F2
θ减小,cosθ增大,tanθ减小
减小
减小
是否可以用其他方法解决问题?
思考和讨论
F3
F1
F2
F4
图解法:
思路:作出物体所受的力,平移后首尾相连,构成一个矢量三角形。然后再寻找变化的部分与保持不变的部分。然后根据有向线段的长度变化判断各个力的变化情况。
注意:先明确哪些量是变化的,哪些量是不变的
图解法:一力定,一力方向定
如图所示,一小球在斜面上处于静止状态,不考虑一切摩擦,如果把竖直挡板由竖直位置缓慢绕O点转至水平位置,则此过程中球对挡板的压力F1和球对斜面的压力F2的变化情况是 (  )
A.F1先增大后减小,F2一直减小
B.F1先减小后增大,F2一直减小
C.F1和F2都一直减小
D.F1和F2都一直增大
B
如图所示,质量为m的物体在细绳悬吊下处于平衡状态,现用手持绳OB的B端,使OB缓慢向上转动,且始终保持结点O的位置不动,分析AO、BO 两绳中的拉力如何变化。
思路:物体受三个力作用,一个力是恒力,其余两个力方向都改变(通常问题较复杂)。可以从力的矢量三角形与模型中的几何三角形的相似关系入手,根据几何三角形的边长变化,判断矢量三角形中对应的力的变化。
相似三角形法:
如图所示是一个简易起吊设施的示意图,AC是质量不计的撑杆,A端与竖直墙用铰链连接,一滑轮固定在A点正上方,C端吊一重物.现施加一拉力F缓慢将重物P向上拉,在AC杆达到竖直前(  )
A.BC绳中的拉力FT越来越大
B.BC绳中的拉力FT越来越小
C.AC杆中的支撑力FN越来越大
D.AC杆中的支撑力FN越来越小
B
半径为R的球形物体固定在水平地面上,球心正上方有一光滑的小滑轮,滑轮到球面B的距离为h,轻绳的一端系一小球,靠放在半球上的A点,另一端绕过定滑轮后用力拉住,使小球静止,如图所示,现缓慢地拉绳,在使小球由A到B的过程中,半球对小球的支持力N和绳对小球的拉力T的大小变化的情况是(  )
A.N不变,T变小
B.N不变,T先变大后变小
C.N变小,T先变小后变大
D.N变大,T变小
F
T
G
N
A
A
分析动态平衡问题的三种方法
解析法 对研究对象进行受力分析,先画出受力示意图,再根据物体的平衡条件列式求解,得到因变量与自变量的一般函数表达式,最后根据自变量的变化确定因变量的变化
图解法 对研究对象在动态变化过程中的若干状态进行受力分析,在同一图中作出物体在若干状态下所受的力的平行四边形,由各边的长度变化及角度变化来确定力的大小及方向的变化。
此法常用于求解三力平衡且有一个力为恒力、另有一个力方向不变的问题
相似三角形 做出不同情况的力三角形和几何三角形,确定对应边,利用相似知识得到比例式。
拓展:
F1如图所示,置于水平地面上的竖直圆形金属环内用三根细绳OA、OB、OC悬挂一质量为物体,物体可看作质点。OB绳处于水平方向,∠AOB=120°,设OA、OB绳的拉力大小为F1、F2,现将金属圆环在竖直面内缓慢逆时针转过90°,在此过程中(  )
A.F2一直增大
B.F1一直增大
C.F2先增大后减小
D.F1先增大后减小
C
晾晒衣服的绳子轻且光滑,悬挂衣服的衣架的挂钩也是光滑的,轻绳两端分别固定在两根竖直杆的A和B两点,衣服处静止状态.如果保持绳子A端位置不变,
(绳子总长为L,两杆间的距离为d,∠AOB为α)
⑴将B点沿着杆上下移动,绳子张力将_____;
⑵将杆移到虚线位置,绳子张力将_____.
晾衣模型--数学约束
A
O
B
不变
减小
探究案P47
在科学研究中,可用风力仪直接测量风力的大小,原理如图。仪器中一根轻质金属丝下悬挂着一个金属球。无风时,金属丝竖直下垂,当受到沿水平方向吹来的风时,金属丝偏离竖直方向一定角度。风力越大,偏角越大。通过传感器,就可根据偏角的大小测出风力的大小。求风力大小F 跟金属球的质量m、偏角θ之间的关系。
共点力平衡的应用
答案:F=mgtan θ
如图所示,用一个斜向上的拉力F作用在箱子上,使箱子在水平地面上匀速运动。已知箱子质量为m,拉力F与水平方向的夹角为θ,箱子与地面的动摩擦因数为μ。求拉力F的大小。
共点力平衡的应用
答案:

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