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(共35张PPT)
看一看，想一想，视频中的物体最终处于什么状态？
共点力的平衡条件及其应用
1
共点力的平衡
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静止的书
静止的画框
匀速直线运动的汽车
静止的水桶
静止的花盆
静止的扁担
1
共点力的平衡
>>
物体的平衡状态
物体受到几个力作用时，如果保持静止或匀速直线运动状态，我们就说这个物体处于平衡状态。
1
共点力的平衡
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甲
乙
丙
丁
1.对以上四种情况中的杆进行受力分析
2.根据每幅图中各个力作用线的几何关系，可以 把上面四种情况的受力分成
两类，判断哪些情况属于同一类？
3.你的判断依据是什么？
1
共点力的平衡
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几个力的作用线交于一点
几个力作用于同一点
定义：几个力如果都作用在物体的同一点，或者它们的作用线相交于一点，这几个力叫作共点力。
平衡条件：为了使物体保持平衡状态，作用在物体上的力所必须满足的条件。
1
共点力的平衡
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思考：哪些物体在共点力的作用下处于平衡状态？
FN
G
静止的书
G
F1
F2
静止的画框
F
FN
G
Ff
匀速直线运动的汽车
F1
F2
G
静止的水桶
F1
F2
F3
G
静止的花盆
F1
F
F2
静止的扁担
2
探究共点力的平衡条件
>>
FN
G
二力平衡
平衡条件：作用在书上的两个力，大小相等、方向相反，并且在同一条直线上。
FN=G
力的合成
F合=0
1
共点力的平衡
>>
FN
G
静止的书
G
F1
F2
静止的画框
F
FN
G
Ff
匀速直线运动的汽车
F1
F2
G
静止的水桶
F1
F2
F3
G
静止的花盆
受共点力的物体在什么条件下才会保持平衡呢？
2
探究共点力的平衡条件
>>
F1
F2
G
如果物体受到三个不在一条直线上的共点力的作用，怎样才能保持平衡？
2
探究共点力的平衡条件
>>
F1
F2
G
F
等效
F
三力平衡
力的合成
二力平衡
平衡条件：
F合=0
2
探究共点力的平衡条件
>>
探究三个不在一条直线上的共点力的平衡条件
1、分别用弹簧测力计连接在三根细绳的末端，使汇力圆环与定位圆重合。
2、记录三个拉力的大小和方向。
3、用力的图示画出三个拉力。
4、用力的平行四边形定则作出 、 的合力 。
5、比较 与 的大小和方向。
2
探究共点力的平衡条件
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结论：
一个物体在三个共点力作用下处于平衡状态，其中任意两个力的合力一定与第三个力大小相等方向相反（合外力为零）
2
探究共点力的平衡条件
>>
若是四个共点力、五个共点力……其平衡条件又是怎样的呢？
如果也能转换成二力平衡就好了！
2
探究共点力的平衡条件
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四力平衡
等效
三力平衡
等效
二力平衡
F2
F3
F4
F1
F23
F1
F4
F23
F123
F123
F4
平衡条件：
F合=0
物体受多个共点力的作用而处于平衡状态时，其平衡条件是所受合力为零。
3
共点力平衡条件的应用
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1、在图中，小球重3N，光滑斜面的倾角 为 。求斜
面及竖直放置的挡板对小球作用力的大小。
解：对小球的受力分析如图，由几何关系
而
代入数据得：
3
共点力平衡条件的应用
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用户可以在投影仪或者计算机上进行演示也可以将演示文稿打印出来制作
2、在科学研究中，人们利用风力仪直接测量风力的大小，其原理如图所示，仪器中有一根轻质金属丝，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个角度，风力越大，偏角越大。通过传感器，就可以根据偏角的大小指示出风力的大小。那么，风力的大小F跟小球质量m、偏角θ之间有什么关系？
以金属球为坐标原点，取水平方向为x轴，竖直方向为y轴，建立坐标系，小球的受力分析如图，因为小球处于平衡状态，所以小球在水平方向上的合力与竖直方向上的合力均为0
轴方向：
轴方向：
解得：
4
处理静态平衡问题的常用方法
>>
如图悬吊重物的细绳，其 O点被一水平绳BO牵引，使悬绳AO段和竖直方向成θ角。若悬吊物所受的重力为G，则悬绳AO和水平绳BO所受的拉力各等于多少？
G
F
问题1：选取的研究对象是哪个物体呢？
选取O点为研究对象
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处理静态平衡问题的常用方法
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如图悬吊重物的细绳，其 O点被一水平绳BO牵引，使悬绳AO段和竖直方向成θ角。若悬吊物所受的重力为G，则悬绳AO和水平绳BO所受的拉力各等于多少？
问题2：O点都受到哪些力呢？
F3
F1
F2
4
处理静态平衡问题的常用方法
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如图悬吊重物的细绳，其 O点被一水平绳BO牵引，使悬绳AO段和竖直方向成θ角。若悬吊物所受的重力为G，则悬绳AO和水平绳BO所受的拉力各等于多少？
F3
F1
F2
问题3：这些力之间有怎样的关系呢？
4
处理静态平衡问题的常用方法
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F3
F1
F2
1. 几个力都作用在物体的同一点上， 或几个力的作用线相交于同一点，这几个力就称为共点力。
2. 物体在共点力作用下的平衡条件是所受合力为0。
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处理静态平衡问题的常用方法
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如图悬吊重物的细绳，其 O点被一水平绳BO牵引，使悬绳AO段和竖直方向成θ角。若悬吊物所受的重力为G，则悬绳AO和水平绳BO所受的拉力各等于多少？
F3
F1
F2
问题3：这些力之间有怎样的关系呢？
F1、F2与F3合力为0
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处理静态平衡问题的常用方法
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F3
F2
F1
F4
F3
F2
F1
F5
F3
F2
F1
F6
对于三力平衡问题，可以选择任意的两个力进行合成。
4
处理静态平衡问题的常用方法
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1、合成法：物体受三个共点力的作用而平衡，则任意两个力的合力一定与第三个力大小相等，方向相反
F1
F2
F4
F3
F3与重力G大小相等，
F4是F1和F2的合力，则：
根据三角函数的知识，可得：
合成法
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处理静态平衡问题的常用方法
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F3
F1
F2
2、分解法：物体受三个共点力的作用而平衡，将某一个力按力的效
果分解，则其分力和其他两个力满足平衡条件
力共产生两个作用效果，一个是拉水平
方向绳子OB，另一个是拉竖直方向的绳子
结合力的平衡知识可得：
分解法
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处理静态平衡问题的常用方法
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3、正交分解法：物体受到三个或三个以上力的作用而平衡，将物体
所受的力分解为相互垂直的两组，每组力都满足平衡条件
F1y
F1x
F1
x
y
F3
F2
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处理静态平衡问题的常用方法
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4、力的三角形法：对受三个力作用而平衡的物体，将力的矢量图平移使三个力组成一个首尾依次相接的矢量三角形，根据正弦定理、余弦定理或相似三角形等数学知识求解未知力
F1
F2
F3
F2
F1
F3
平移后
由直角三角形知识可知
力的三角形法
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处理静态平衡问题的常用方法
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5、拉密定理：同一个平面内的三个共点力，合力为0时，
任一个力与其它两个力夹角的正弦值比值相等
4
处理静态平衡问题的常用方法
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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？
θ减小，cosθ增大，tanθ减小
F4
F3
F1
F2
减小
减小
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处理静态平衡问题的常用方法
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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？
F4
F3
F1
F2
是否可以用其他方法解决问题？
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处理静态平衡问题的常用方法
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F4
F3
F1
F2
4
处理静态平衡问题的常用方法
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F4
A′
θ
F3
F1
F2
4
处理静态平衡问题的常用方法
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F4
F3
F1
F2
F1′
F2′
θ
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处理静态平衡问题的常用方法
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F4
F3
F1
F2
F1′
F2′
θ
4
处理静态平衡问题的常用方法
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F4
F3
F1
F2
F1′
F2′
θ
夹角θ 减小，
悬绳AO和水平绳BO 所受的拉力都减小。

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