简单的物体平衡问题 高一年级物理组 邓林
如果几个力都作用在物体的同一点,或者几个力的作用线相交于同一点,这几个力就称为共点力。 共点力? 如果几个力都作用在物体的同一点,或者几个力的作用线相交于同一点,这几个力就称为共点力。 物体的平衡状态? 物体处于静止或者保持匀速直线运动的状态叫做平衡状态。 共点力的平衡? 物体如果受到共点力的作用且处于平衡状态,就叫做共点力的平衡。
处理平衡问题的步骤 1、确定研究对象。 2、画出研究对象的受力示意图或力的图示。 3、确定研究对象平衡,利用平衡条件列出对应的方程。 4、利用几何知识找出力的夹角、力的关系,带入方程求解。
共点力的平衡条件 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,叫做共点力的平衡条件。共点力的平衡条件是:合外力为零。即F合=0 什么叫共点力的平衡条件? 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,叫做共点力的平衡条件。共点力的平衡条件是:合外力为零。即F合=0 二力平衡的条件: 两力大小相等、方向相反、作用在一条直线上(等大反向) F1 F2
例1:人的质量50Kg,画受力分析示意图,指出各力大小和方向。
受力分析如图 F静 =500N G =mg=500N
思考:若人沿杆匀速下滑,各力大小和方向怎样? F动 =500N G =mg=500N
物体受到多个力的作用而处于平衡状态应满足什么条件呢? 三力平衡的条件: 物体受到三个力的作用而处于平衡状态,则其中两个力的合力必与第三个力等大反向。 F1 F13 F2 O F23 F3
基本平衡问题: 例2:如图所示,如果小球重3N,光滑斜面的倾角为30O,求斜面及挡板对小球的作用力。 F1 F2 30O G
思考:图中物体受那些力?若细绳与竖直方向夹角为ɵ,物体质量为m,则各力的大小、方向怎样? F2 F ɵ F1 G
动态平衡的分析 所谓动态平衡问题是指通过控制某些物理量,使物体的状态发生缓慢变化,而在这个过程中物体又始终处于一系列的平衡状态中.解决动态平衡问题的关键是抓住不变量,依据不变量来确定其他量的变化的量。 例:如图所示,一物体C用两根无弹性的轻绳悬在空中,现保持绳OA的位置不变,让绳OB在竖直平面内由水平方向向上转动,则在绳OB由水平转至竖直的过程中,绳OB的拉力大小变化情况。
由受力图可得到OB绳的拉力先减小后增大 当FB与FA垂直时FB最小 如图对O点进行受力分析 F合 o G FA1 FB4 FA2 FB3
讨论与交流 保持球的位置不变,若挡板沿逆时针方向缓慢转至水平,在此过程中斜面及挡板对小球作用力FA、FB的大小如何变化? F FB2 FA G FA逐渐变小直到为零 FB先减小后变大(当FB垂直FA时最小)