2012高中物理課件 5.3、4力的平衡　平衡條件的應(yīng)用課件 魯科版必修1

1、第3、4節(jié)　力的平衡　平衡條件的應(yīng)用,1．知道平衡狀態(tài)和共點(diǎn)力的平衡條件．2．知道穩(wěn)度的概念和影響穩(wěn)度大小的因素．3．會(huì)利用共點(diǎn)力平衡的條件解答平衡問題．4．了解靜態(tài)平衡、物體在某方向的平衡．,1．猴子能夠輕松地倒掛在樹枝上，當(dāng)其倒掛在樹枝上靜止時(shí)，下列說法正確的是(　　)A．樹枝對(duì)猴子的作用力和猴子所受的重力是一對(duì)平衡力B．猴子對(duì)樹枝的作用力和猴子所受的重力是一對(duì)平衡力C．猴子對(duì)樹枝的作用力和樹枝對(duì)猴子的作用力是一對(duì)平衡力

2、D．猴子很輕，其重力不需要平衡就能靜止在空中【答案】　A,【解析】　可以先將F1、F2兩個(gè)力進(jìn)行合成，合力為8 N，方向向右，木塊處于靜止?fàn)顟B(tài)，所以木塊還受到向左的摩擦力8 N．撤去F1后，木塊受2 N的推力，方向向左， 所以木塊受2 N的摩擦力，方向向右，水平方向合力為零．故正確答案為D.【答案】　D,1．什么是平衡狀態(tài)？2．物體處于平衡狀態(tài)的條件是什么？3．有哪些有用的推論？4．什么叫物體的靜態(tài)平衡？,一、共點(diǎn)力作用下物

3、體的平衡條件1．平衡狀態(tài)和共點(diǎn)力平衡(1)平衡狀態(tài)：物體_________或______________的狀態(tài)．(2)共點(diǎn)力的平衡：物體受到________作用，且處于____________________狀態(tài)．,2．平衡條件(1)共點(diǎn)力平衡條件：物體所受共點(diǎn)力的______為零，即_______.(2)平衡條件的推論物體受幾個(gè)力而平衡，其中任意一個(gè)力與其他幾個(gè)力的合力必然大小______、方向______，且作

4、用在_____________．表示這個(gè)物體所受力的矢量首尾相接可構(gòu)成一_____________．,二、平衡的種類和穩(wěn)度1．平衡的種類及特點(diǎn),2.穩(wěn)度概念及影響穩(wěn)度的因素(1)穩(wěn)度：物體的_________．(2)影響因素：重心的_____和支持面的_____，重心越____，支持面越大，穩(wěn)度就越大．,1.將兩腳左右分開，使兩足間的距離約為30 cm左右．你能從雙腳站立不變姿勢(shì)地改為單足站立嗎？試一試，并說明可能或不可能的原

5、因．仔細(xì)體驗(yàn)一下，你是如何從雙足站立而變?yōu)閱巫阏玖⒌模?【提示】　若保持雙腳站立的姿勢(shì)不變改為單足站立，是不可能的．因?yàn)閮赡_左右分開，使兩足間的距離約為30 cm左右，人體的重心和人體在同一個(gè)豎直面上，重心的作用線大致落在兩足中間．假設(shè)單足站立能夠平衡，重心的作用線就轉(zhuǎn)移到一只腳上，在保持姿勢(shì)不變的情況下，是無法做到的．從雙足站立而變?yōu)閱巫阏玖ⅲ眢w應(yīng)該逐漸傾斜，將重心轉(zhuǎn)移到一只腳上．,三、平衡條件的應(yīng)用1．物體的靜態(tài)平衡：物體所受力

6、的_____為零，處于______的平衡狀態(tài)．2．物體在某方向的平衡：運(yùn)動(dòng)的物體在某一方向上_________時(shí)，在該方向上處于_____狀態(tài)．,一、對(duì)物體的平衡狀態(tài)的理解1．從動(dòng)力學(xué)的角度理解：處于平衡狀態(tài)的物體所受的合外力為零，反過來物體受到的合外力為零，它一定處于平衡狀態(tài)．2．從運(yùn)動(dòng)學(xué)的角度理解平衡狀態(tài)的物體處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，此種狀態(tài)其加速度為零．即處于平衡狀態(tài)的物體加速度為零，反過來加速度為零的物體一定處于

7、平衡狀態(tài)．,3．靜態(tài)平衡與動(dòng)態(tài)平衡(1)靜態(tài)平衡是處于靜止?fàn)顟B(tài)的平衡，合力為零．(2)動(dòng)態(tài)平衡是勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的平衡，合力為零．4．平衡狀態(tài)和平衡條件不同(1)平衡狀態(tài)指物體的勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止?fàn)顟B(tài)，平衡條件是指要使物體保持平衡狀態(tài)時(shí)，作用在物體上的力要滿足的條件．(2)力的平衡是作用在同一物體上的幾個(gè)力所滿足的一種關(guān)系，物體的平衡是物體所處的一種狀態(tài)．力的平衡是物體平衡的條件，物體平衡是力的平衡的結(jié)果．,(1)速度v＝0，

8、合力F合＝0，物體處于平衡狀態(tài)．(2)速度v＝0的時(shí)刻，F(xiàn)合≠0，物體不是處于平衡狀態(tài)．,1.物體在共點(diǎn)力作用下，下列說法中正確的是(　　)A．物體的速度在某一時(shí)刻等于零時(shí)，物體就一定處于平衡狀態(tài)B．物體相對(duì)另一物體保持靜止時(shí)，物體一定處于平衡狀態(tài)C．物體所受合外力為零時(shí)，就一定處于平衡狀態(tài)D．物體做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，物體處于平衡狀態(tài),【解析】　本題考查對(duì)平衡狀態(tài)的判斷，處于平衡狀態(tài)的物體從運(yùn)動(dòng)形式上是處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，

9、從受力上看，物體所受合外力為零．某一時(shí)刻速度為零的物體，受力不一定為零，故不一定處于平衡狀態(tài)，A錯(cuò)誤；物體相對(duì)另一物體靜止時(shí)，該物體不一定靜止，如當(dāng)另一物體做變速運(yùn)動(dòng)時(shí)，該物體也做變速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)物體處于非平衡狀態(tài)，故B錯(cuò)誤；C選項(xiàng)符合平衡條件的判斷，為正確選項(xiàng)；物體做勻加速運(yùn)動(dòng)，所受合外力不為零，所以不是平衡狀態(tài)，故D錯(cuò)誤，選C.【答案】　C,二、由平衡條件得出的結(jié)論1．物體在兩個(gè)力作用下處于平衡狀態(tài)，則這兩個(gè)力必定等大反向共線，是

10、一對(duì)平衡力．2．物體在三個(gè)共點(diǎn)力作用下處于平衡狀態(tài)時(shí)，任意兩個(gè)力的合力與第三個(gè)力等大反向共線．3．物體受N個(gè)共點(diǎn)力作用處于平衡狀態(tài)時(shí)，其中任意一個(gè)力與剩余(N－1)個(gè)力的合力一定等大反向共線．4．當(dāng)物體處于平衡狀態(tài)時(shí)，沿任意方向物體所受的合力均為零．,【解析】　物體受重力mg、拉力T、支持力N和摩擦力f共同作用處于平衡狀態(tài)，則四個(gè)力的合力為零，即有f與T的合力的大小等于重力和支持力的合力的大小，方向相反．【答案】　C,【解析】　

11、在共點(diǎn)力作用下處于平衡狀態(tài)的物體，必然同時(shí)具備兩個(gè)特點(diǎn)：從運(yùn)動(dòng)狀態(tài)來說，物體保持靜止或勻速運(yùn)動(dòng)，加速度為零；從受力情況來說，合力為零．顯然，靜止在粗糙斜面上的物體和勻速行駛的汽車都處于平衡狀態(tài)，而沿光滑斜面由靜止加速下滑的物體，加速度不等于零，不處于平衡狀態(tài)，做自由落體運(yùn)動(dòng)的物體在剛開始下落時(shí)，盡管速度v＝0，但加速度a＝g≠0，合力F＝G≠0，故也不處于平衡狀態(tài)．【答案】　AC,判斷物體是否處于平衡狀態(tài)的方法：(1)根據(jù)物體的運(yùn)

12、動(dòng)狀態(tài)(看運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是靜止，還是勻速運(yùn)動(dòng))(2)根據(jù)物體的受力情況(看合力是否為零)．,1－1：下列說法中表明物體處于平衡狀態(tài)的是(　　)A．物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)B．物體靜止C．物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)D．物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng),【解析】　只有物體保持靜止或物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)(或物體的速度保持不變)才說明物體處于平衡狀態(tài)．C選項(xiàng)中物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)和D選項(xiàng)中物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)速度的大小在變，所以不正確．正確選項(xiàng)為A、B.【答案】　

13、AB,當(dāng)T2達(dá)到最大值200 N時(shí)，mPg＝115.6 N，T1＝231.2 N>200 N．由此可看出，AC段繩的拉力達(dá)到最大值，BC段繩的拉力已經(jīng)超過其最大承受拉力，在該條件下，BC段繩子早已斷裂．從以上分析可知，C點(diǎn)懸掛物體的重力最多為100 N，這時(shí)BC段繩子即將拉斷．,【答案】　100 N　BC,處理平衡問題的物理思想方法：(1)力的合成法物體受三個(gè)共點(diǎn)力作用而平衡時(shí)，其中任意兩個(gè)力的合力必跟第三個(gè)力等大反向共線．可

14、利用力的平行四邊形定則，根據(jù)正弦定理、余弦定理或相似三角形等數(shù)學(xué)知識(shí)求解．,【答案】　A,當(dāng)板BC逐漸放至水平的過程中，N′1的方向不變，大小逐漸減小，N′2的方向發(fā)生變化，大小也逐漸減小；如右上圖所示，由牛頓第三定律可知：N1＝N′1，N2＝N′2，故答案B正確．,N′2＝G/cos θ當(dāng)板BC逐漸放至水平的過程中，θ逐漸減小，所以由上式可知，N′1減小，N′2也減小，由牛頓第三定律可知，N1＝N′，N2＝N′，故答案B正確．【答

15、案】　B,動(dòng)態(tài)平衡問題的解題方法(1)圖解法：對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析，用平行四邊形定則畫出不同狀態(tài)下力的矢量圖，然后根據(jù)有向線段長(zhǎng)度的變化判斷各力的變化情況．利用圖解法解題的條件①物體受三個(gè)力的作用而處于平衡狀態(tài)．②一個(gè)力不變，另一個(gè)力的方向不變，第三個(gè)力的大小、方向均變化．(2)解析法：對(duì)研究對(duì)象的任一狀態(tài)進(jìn)行受力分析，列出平衡方程、寫出函數(shù)關(guān)系式，再根據(jù)自變量的變化進(jìn)行分析，得出結(jié)論．,T′3是T1與T2的合力，且T′3＝

16、T3.在A點(diǎn)向上移動(dòng)的過程中，T3的大小和方向都保持不變，T′2的方向保持不變．由圖解法可知，當(dāng)繩OA垂直于OB時(shí)，繩OA中的拉力最小，所以，繩OA的拉力先減小后增大，繩OB的拉力逐漸減?。敬鸢浮俊D,在處理力的平衡問題的時(shí)候，受力分析和分步分段處理問題的思維習(xí)慣沒有形成，凌亂的思路很容易導(dǎo)致錯(cuò)誤的產(chǎn)生．,質(zhì)量為10 kg的物體放在水平面上，它與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2，在與水平方向成30°角的拉力F作用下勻速運(yùn)動(dòng)．

17、求F的大?。?g＝10 m/s2),【錯(cuò)因分析】　造成錯(cuò)解的原因主要有以下三個(gè)方面：(1)沒有養(yǎng)成畫受力圖的好習(xí)慣；(2)片面地認(rèn)為正壓力就是重力；(3)不善于根據(jù)物理規(guī)律(定律、定理等)分步列出方程．所謂正壓力指垂直于接觸面的相互擠壓力，與重力沒有必然的聯(lián)系．如右圖所示，甲中正壓力與重力相等，乙中正壓力小于重力，丙中正壓力與重力無關(guān)．,1．下列說法正確的是(　　)A．只有靜止的物體才處于平衡狀態(tài)B．只要物體的速度為零，它就一定處

18、于平衡狀態(tài)C．只要物體的速度不等于零，它一定不處于平衡狀態(tài)D．只有加速度為零的物體才處于平衡狀態(tài),【解析】　物體靜止或物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)就處于平衡狀態(tài)，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式知a＝0時(shí)，物體靜止或做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故處于平衡狀態(tài)，平衡狀態(tài)與速度大小無關(guān)，故A、B、C均錯(cuò)，D正確．【答案】　D,【答案】　D,3．長(zhǎng)方體木塊靜止在傾角為θ的斜面上，那么木塊對(duì)斜面作用力的方向(　　)A．沿斜面向下　　B．垂直斜面向下C．沿斜面向上 D．豎

19、直向下,【答案】　D,【解析】　由平衡條件可得：F拉cos θ＝mg，F(xiàn)拉sin θ＝F風(fēng)，可以看出B、D正確．【答案】　BD,5．如下圖所示，水平傳送帶上放一物塊，當(dāng)傳送帶向右以速度v勻速傳動(dòng)時(shí)，物體在輕彈簧水平拉力的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，此時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)量為Δx；現(xiàn)令傳送帶向右加速到2v，這時(shí)的彈簧的伸長(zhǎng)量為Δx′.則關(guān)于彈簧前、后的伸長(zhǎng)量，下列說法中正確的是(　　),A．彈簧伸長(zhǎng)量將減小，即Δx′ΔxC．彈簧伸長(zhǎng)量在傳送帶向右加速