260 likes | 435 Views
共点力平衡条件的应用. 一 . 知识点回顾: 1 、什么是共点力作用下的平衡状态? 静止或匀速直线运动。 2 、共点力作用下物体的平衡条件: 合力为零。 即: F 合 =0 或. Σ F x =0. Σ F y =0. 当物体受到几个力共点力的作用而平衡时, 其中的任意一个力必定与余下的其它力的 合力等大反向. 三力交汇原理 物体受三个不平行的力平衡时,其力的作用线(或延长线)必交于一点,且三力共面。. 二 . 平衡问题的解题步骤: 1. 确定研究对象; 2. 受力分析 ,画受力图;
E N D
一.知识点回顾: 1、什么是共点力作用下的平衡状态? 静止或匀速直线运动。 2、共点力作用下物体的平衡条件: 合力为零。 即: F合=0 或 Σ Fx=0 Σ Fy =0 当物体受到几个力共点力的作用而平衡时, 其中的任意一个力必定与余下的其它力的 合力等大反向
三力交汇原理 物体受三个不平行的力平衡时,其力的作用线(或延长线)必交于一点,且三力共面。
二.平衡问题的解题步骤: 1.确定研究对象; 2.受力分析,画受力图; 3.根据物体的受力和题中的条件确定解题方法; 4.解方程,对结果进行必要的讨论或合理取舍;
三.例题解析 例1.如图所示,在倾角为θ的的光滑斜面上,放 一质量为m的物体,用一水平力F推着使物体保 持静止,那么物体对斜面的压力是:( ) B. C. D. A. N F F m m θ θ G F合 方法一:合成法 由力的合成和平衡原理可知,支持力N跟水平推力F和重力的合 力F合大小相等,方向相反,即: N= F合= 由于物体对斜面的压力N’跟斜面对物体的支持力N是一对作用 力与反作用力,所以: N’=N=
方法二:分解法 N N F m F2 m F θ G G F1 θ 由于物体对斜面的压力N’跟斜面对物体的支持力N是一对作用力与反作用力,所以:
方法三:正交分解法. Y 1.受力分析,并沿水平方向 和竖直方向建立直角坐标 系,把支持力N进行正交 分解,所以: N2 N θ m X N1 F (1) θ G (2) 由于物体对斜面的压力N’跟斜面对 物体的支持力N是一对作用力与反 作用力,所以:
2.受力分析,并沿斜面方向 和垂直斜面方向建立直角坐标 系,把重力G和推力F进行正交 分解,所以: Y N X m θ F θ θ 得: G
方法四: 图解法(平行四边形法或三角形法): ------就是通过平行四边形的邻边和对角线长度(或三角形各边)关系或变化情况,做一些较为复杂的定性分析,从图上就可看出结果.
预备知识: F2 F合 F合 F2 F1 F1 F2 F3 F2 F1 F1 F3 <=> 接力跑 合力与分力几何关系 封闭力三角 <=> 首尾相咬 三个共点力平衡几何关系
解: N N θ F G θ G F 受例分析,物体受重力G、支持力N和推力F,三力平衡, 所以重力G、支持力N和推力F大小关系构成一个闭合的 矢量三角形,如图所示: 由于物体对斜面的压力N’跟斜面对物体的支持力N是一对作用力与反作用力,所以:
随堂练习 用两根轻质的绳子AO和BO吊一重力为G的物体,如 图,AO绳处于水平,BO绳与水平夹角为 ,求 绳AO和BO所受的拉力。 B 1)力的合成 2)力的分解 3)正交分解 4)力三角 O A
T1 T2 F2 T1=G /sin T2==Gcot F1 T1 G T2 B 求两细绳的拉力? A F=G G 1)力的合成 2)力的分解 3)正交分解 4)力三角
A1 o B A G 若上题中:保持O点位置不变,改变OA长度使A点上移,则OA拉力变化: T2先减小后增大 T1一直减小 T1 特点分析: T2 1)一个力大小、方向不变(如重力) F=G 2)第二个力方向始终不变 3)第三个力与第二个力垂直时,此力有最小值。
方向不变 定点 T1 A1 o B A T2 动点 F=G T1 定点 G G T2 另解: 特点:封闭三角形 1)两个定点 2)一动点在方向不变的作用线移动
随堂练习: 如图,用轻线悬挂的球放在光滑的斜面上,从细绳竖直 位置将斜面缓慢向前左推动一小段距离的过程中,关于 球受到的拉力及球对斜面的压力的大小如何变化? (江苏2000年会考题) 拉力变小压力变大 F
方法五:整体法和隔离体法 整体法: 整体分析法就是把若干个物体看成一个整体,受力分析 时,只分析这一整体之外的其他物体对这一整体的力, 从而列出平衡方程 隔离法: 隔离分析法就是把连结的物体隔离出来,在每个独立体 上画出所受的外力,从而分别列出相应的平衡方程
说明: 当涉及的物理问题是整体与外界作用时,应用整体 分析法,可使问题简单、明了,而不必去考虑内力 的作用; 当涉及的物理问题是物体与物体间的作用时,要用 隔离分析法,这时连结体中互相作用的内力,此时 变成各个独立体的外力了
用轻质细线把两个质量未知的小球悬挂起来,如图,用轻质细线把两个质量未知的小球悬挂起来,如图, 今对小球A施加一个向左偏下300的恒力,并对B球施 加一个向右偏上300的恒力,达到平衡,表示平衡状 态的图可能是( ) A A A A 300 F A F B 300 B B B B (C) (A) (B) (D)
A 300 F F 300 B 解法一:整体法 A、B球处于平衡状态,以A、B球和连接两球的绳为 一系统,施加在A、B两球上的两个力F等大反向, 所以这两个力合力为零,整个系统处于静止状态. 由于重力是竖直向下的,所以连接悬挂点及A球的 那段绳子必然是竖直的.
T1 β β A A F а 300 A F T2 T2 300 F а 300 F B B 300 GA B GB (C) (C) 解法二:隔离法 列出两球水平方程: 对A: 对B:
m m m F C B A A C B
处理连结体问题时,根据实际情况确定整体法和隔离体法.处理连结体问题时,根据实际情况确定整体法和隔离体法. 一般先考虑整体法,再考虑隔离体法.有些问题需要两种方 法同时应用,联合解题. F 1 2 3 4 F
M N 两根长度相等的轻绳,下端悬挂一质量为m的物体,上端分别固定在水平天花板上的M、N点,M、N两点间的距离为s,已知两绳所能经受的最大拉力均为Tm,则每根绳的长度不得短于_____. S m
M N 解法1. 设绳长L,拉力T,由几何关系得: F S/2 B A T T L O (1) m (2) mg
M N 解法2 力的三角形OTA和集合三角形 OMB相似,对应边成比例: F S/2 B A T T L O m mg