1、共點力平衡條件的應(yīng)用,物體的平衡,知識與能力,1.知道什么是共點力作用下物體的平衡狀態(tài),2.掌握共點力的平衡條件,過程與方法,2.培養(yǎng)全面分析問題的能力和推理能力,1.培養(yǎng)應(yīng)用力的矢量合成法則平行四邊形定則進行力的合成、力的分解的能力,教學(xué)目標,3.會用共點力的平衡條件解決有關(guān)平衡問題,通過處理平衡問題培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成具體問題具體分析的科學(xué)思維方式。,態(tài)度情感與價值觀,1、共點力作用下物體的平衡狀態(tài)。 2、共點力的平衡條件。,共點力的平衡條件,教學(xué)重難點,重點,難點,共點力作用下物體的平衡,一、平衡狀態(tài)：,定義：一個物體在共點力的作用下，若保持靜 止或勻速直線運動，則該物體處于平衡狀態(tài)。,(1)靜

2、止：物體的_和_都等 于零的狀態(tài),速度,加速度,(2)勻速直線運動：物體的_不為零，其_為零的狀態(tài),速度,加速度,復(fù)習舊知,即：物體處于平衡狀態(tài)，則加速度a一定等于0，所受合外力一定為零。, 若處于平衡狀態(tài)的物體僅受兩個力作用，則這兩個力一定大小相等、方向相反、作用在同一條直線上，即二力平衡, 若處于平衡狀態(tài)的物體受三個力作用，則這三個力中的任意兩個力的合力一定與第三個力大小相等、方向相反、作用在同一條直線上,（力的合成）,思考：若物體在三個以上的力的作用下而處于平衡狀態(tài)呢？有什么特點？,答：物體受多個力作用處于平衡狀態(tài)，其中任何一個力與其余力的合力大小相等方向相反,二、平衡條件：,對物體受力

3、分析，則物體所受合力為零，即F合=0,平衡問題的解題思路,例1：如圖所示，重力為G的電燈通過兩根細繩OB與OA懸掛于兩墻之間，細繩OB的一端固定于左墻B點，且OB沿水平方向，細繩OA掛于右墻的A點。,求：當細繩OA與豎直方向成角時，兩細繩OA、OB的拉力FA、FB分別是多大?,解法一：根據(jù)力的合成,根據(jù)題意,選擇電燈受力分析,它分別受到重力G，兩細繩OA、OB的拉力FA、FB ，可畫出其受力圖，由于電燈處于平衡狀態(tài),則兩細繩OA、OB的拉力FA、FB 的合力F與重力大小相等，方向相反，構(gòu)成一對平衡力。,FA = G/CoS FB = G/Cot,根據(jù)力的三角關(guān)系可得：,新課講授：,解法二：根據(jù)

4、力效果的分解,根據(jù)題意, 結(jié)點處受到電燈向下的拉力大小等于G，這個拉力產(chǎn)生了兩個作用效果，方向如圖所示,大小分別為F1，F(xiàn)2,T=G,F1,F2,F1=FA;F2=FB,FA,FB,由幾何關(guān)系可得,F1=FA = G/CoS F2=FB = G/Cot,解法三：正交分解,1、定義：把力按照兩個選定的相互垂直的方向分解叫力的分解,2、步驟：,選定研究對象，對研究對象進行受力分析,建系,原點： （通常以力的作用點作為坐標原點）,坐標軸：（X、Y雙軸-盡可能多的力落在坐標軸上）,分解不在坐標軸上的力,列方程,FX合=0,FY合=0,條件？,平衡！,三、正交分解,F1,F2,F1X,F1Y,F2Y,F

5、2X,問：F1和F1X,F1Y之間關(guān)系如何？是否同時受這三個力？,試求f、FN大小,請用正交分解法做出例1,平衡問題的解題思路,例2：如圖所示，重力為G的電燈通過兩根細繩OB與OA懸掛于兩墻之間，細繩OB的一端固定于左墻B點，且OB沿水平方向，細繩OA掛于右墻的A點。,求：當細繩OA與豎直方向成角時，兩細繩OA、OB的拉力FA、FB分別是多大?,FA = G/CoS FB = G/Cot,動態(tài)平衡的解題思路,何謂動態(tài)平衡？,物體在多個力作用下處于平衡狀態(tài)，其中部分力發(fā)生變化，但物體始終處于受力平衡的狀態(tài)。,例3：如圖所示擋板AB和豎直墻之間夾有小球，球的質(zhì)量為m，則擋板與豎直墻壁之間的夾角緩慢

6、增加至=90時，AB板及墻對球壓力如何變化？,關(guān)鍵字眼：緩慢、逐漸變化,思路一：試一下解析法是否可行,點評：可以通過正交分解寫出各個力的表達式，借助表達式中的變化分析各個力變化的情況。,思路二：圖解法,物體受三個力作用：重力G，垂直于墻的彈力N1和垂直于擋板的彈力N2的作用，當擋板與豎直墻壁之間的夾角緩慢增加時物體可以看做處于一系列的動態(tài)平衡狀態(tài)即任意兩個力的合力一定始終與第三個力等大反向，且構(gòu)成矢量三角形。,N1,重力大小方向均未發(fā)生變化（將其反向可看作另外兩個力的合力），在整個變化過程中，可看作兩個拉力的合力大小始終為G,方向始終豎直向上，且其中一個分力（N1）方向也始終不變，大小隨著F2

7、的變化而變化，則構(gòu)成的動態(tài)的矢量三角形如圖。,N1,N2,N2,整個變化過程中，由平衡條件知，兩個彈力的合力N大小方向都不變(等于G)，與向下的重力等大反向據(jù)此可知作出幾組平行四邊形，反映出N1、N2的變化情況，如上圖所示當逐漸增大時，N2與豎直方向的夾角逐漸減小，N2N2N2；當90時，N2NGmg，所以N2逐漸減小，N1逐漸減小,(1)解析法：進行受力分析后建立平衡方程，求出應(yīng)變參量與自變參量的一般函數(shù)式，然后根據(jù)自變量的變化確定應(yīng)變參量的變化 (2)圖解法：進行受力分析后，再根據(jù)平行四邊形定則或三角形定則畫出不同狀態(tài)下的力的矢量圖(畫在同一個圖中)，然后根據(jù)有向線段(表示力)的長度變化判

8、斷各個力的變化情況 圖解法適用條件： 質(zhì)點在三個力作用下處于平衡狀態(tài)，其中一個力恒定，一個力的方向不變，第三個力的大小和方向都變化的情況具體做法是：合成兩個變力，其合力與恒力等值反向,動態(tài)平衡問題的分析方法：,思考題： 如圖示半徑為，表面光滑的半球體被固定在水平地面上，跨過無摩擦的定滑輪，用一根輕繩下掛一個質(zhì)量為的小球，將小球置于半球體光滑的表面上，并使定滑輪位于半球體的正上方，現(xiàn)用力斜左向下拉繩的自由端，使小球沿光滑半球面緩慢向上滑動。在此過程中，半球體對小球的支持力N 和繩子的拉力的變此情況。,則小球沿光滑半球面緩慢向上滑動過程中，半球體對小球的支持力FN 不變，繩子的拉力F不斷減小。,分

9、析與解： 根據(jù)平衡的特點，由力的幾何結(jié)構(gòu)可知：,即,補充：三角形相似法,小結(jié)： 解這種題型首先對動態(tài)平衡的物體受力分析，確定三個力的特點；找出不變力，則另兩個變力的合力就與該不變力構(gòu)成一對平衡力，用力的合成分解法、圖解法或力的矢量三角形與結(jié)構(gòu)三角形相似法解決。,求解共點力體用下平衡問題的解題一般步驟： 1)確定研究對象(物體或結(jié)點)； 2)對研究對象進行受力分析，并畫受力圖； 3)分析判斷研究對象是否處于平衡狀態(tài)； 4)根據(jù)物體的受力和己知條件，運用共點力平衡條 件，選用適當方法計算求解。,當堂鞏固,1. 如圖所示，物體B的上表面水平，B上面載著物體A，當它們一起沿固定斜面C勻速下滑的過程中物體A受力是（ ） A、只受重力 B、只受重力和支持力 C、有重力、支持力和摩擦力 D、有重力、支持力、摩擦力和斜面對它的彈力,B,2. 在力的合成中，下列關(guān)于兩個分力(大小為定值)與它們的合力的關(guān)系的說法中，正確的是（ ） A、合力一定大于每一個分力； B、合力一定小于分力； C、合力的方向一定與分力的方向相同； D、兩個