高一物理教科版必修1 第1部分 第四章 第2、3節(jié)《共點力平衡條件的應用 平衡的穩(wěn)定性》課件（選學）

,歡迎進入物理課堂,第四章,第2、3節(jié),理解教材新知,把握熱點考向,知識點一,知識點二,考向一,考向二,考向三,應用創(chuàng)新演練,隨堂基礎鞏固,課時跟蹤訓練,1物體處于平衡狀態(tài)時，其合力為零，物體在某個方向上合力為零時，該物體在這個方向上也處于平衡狀態(tài)。2解決共點力作用下的物體平衡問題的基本方法有：力的合成法和分解法、整體法和隔離法、相似三角形法等。3平衡分為穩(wěn)定平衡、不穩(wěn)定平衡和隨遇平衡。,共點力平衡條件的應用,自學教材,1物體的靜態(tài)平衡物體所受的為零，處于的平衡狀態(tài)。2物體在某個方向上的平衡若運動的物體在某個方向上的，則在該方向上物體處于狀態(tài)。,合力,靜止,合力為零,平衡,重點詮釋,1選取研究對象的方法(1)整體法：對物理問題的整個系統(tǒng)或整個過程進行分析、研究的方法。(2)隔離法：從研究問題的方便性出發(fā)，將物體系統(tǒng)中的某一部分隔離出來單獨分析研究的方法。,(3)整體法、隔離法的選取原則：通常在分析外力對系統(tǒng)的作用時，用整體法；在分析系統(tǒng)內各物體(或一個物體的各部分)間相互作用時，用隔離法；有時解答一個問題需要多次選取研究對象，整體法和隔離法交替應用。,2處理共點力平衡時常用的方法(1)合成法與分解法：對于三力平衡問題，具體求解時有兩種思路：一是將某兩個力進行合成，將三力轉化成二力，構成一對平衡力；二是將某個力沿另兩個力的反方向進行分解，將三力轉化為四力，構成兩對平衡力，該法常用于三力中有兩個力相互垂直的平衡問題。(2)正交分解法：物體所受的合力為零，則在任一方向上物體所受的合力都為零，如果把物體所受的各個力進行正交分解，即將各力分別分解到x軸和y軸上，則共點力作用下物體的平衡條件還可以表示為：Fx合0，Fy合0。,(3)相似三角形法：“相似三角形”的主要性質是對應邊成比例，對應角相等。在物理中，一般當涉及矢量運算，又構建了三角形時，若該三角形與圖中的某幾何三角形為相似三角形，則可用相似三角形法解題。,圖421,(4)矢量三角形法：物體受同一平面內三個互不平行的力作用平衡時，這三個力的矢量箭頭首尾相接(如圖421所示)，構成一個矢量三角形。若三個力的矢量箭頭首尾相接恰好構成三角形，則這三個力的合力必為零。利用三角形法，根據正弦定理、余弦定理或相似三角形等數學知識可求得未知力。矢量三角形作圖分析法優(yōu)點是直觀、簡便，但它僅適于解決三力平衡問題。,圖422,1.如圖422所示，一箱蘋果沿著傾角為的斜面，以速度v勻速下滑。在箱子的中央有一個質量為m的蘋果，它受到周圍蘋果對它的作用力的方向()A沿斜面向上B沿斜面向下C豎直向上D垂直斜面向上,解析：箱子沿斜面勻速下滑，處于平衡狀態(tài)，此時箱子中央質量為m的蘋果所受合外力為零，質量為m的蘋果所受重力豎直向下，故周圍蘋果對它的作用力方向豎直向上，C正確，A、B、D錯誤。答案：C,平衡的穩(wěn)定性,1.平衡的分類處于平衡狀態(tài)的物體在受到外力的微小擾動而偏離平衡位置時，若物體能到原先的狀態(tài)，這樣的平衡叫做穩(wěn)定平衡；若物體回到原先的狀態(tài)，這種平衡叫做不穩(wěn)定平衡；若物體在新的位置也能平衡，這種平衡叫做隨遇平衡。,自動恢復,不能自動,2決定平衡穩(wěn)定性的因素平衡能否穩(wěn)定取決于重力作用線與的相對位置。3穩(wěn)度物體的穩(wěn)定程度。,支持面,2下列關于平衡種類的說法正確的是()A穩(wěn)定平衡的物體受到擾動后重心會升高B不穩(wěn)定平衡的物體受到擾動后重心會升高C隨遇平衡的物體受到擾動后重心會降低D以上說法都不正確解析：不穩(wěn)定平衡的物體受到擾動后重心會降低，B項錯；隨遇平衡的物體受到擾動后重心高度不變，C項錯。本題正確選項是A。答案：A,求解平衡問題的常用方法,例1如圖423所示，質量為m1的物體甲通過三段輕繩懸掛，三段輕繩的結點為O。輕繩OB水平且B端與放置在水平面上的質量為m2的物體乙相連，輕繩OA與豎直方向的夾角37，物體甲、乙均處于靜止狀態(tài)。(已知：sin370.6，cos370.8，tan370.75，g取10m/s2。設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力)求：,圖423,(1)輕繩OA、OB受到的拉力是多大？(2)物體乙受到的摩擦力是多大？方向如何？(3)若物體乙的質量m24kg，物體乙與水平面之間的動摩擦因數為0.3，則欲使物體乙在水平面上不滑動，物體甲的質量m1最大不能超過多少？,思路點撥解答本題時應把握以下三點：(1)平衡時結點O受平衡力作用，三個力的合力為零。(2)OB繩的拉力與乙所受摩擦力平衡。(3)甲的質量最大時乙所受摩擦力達最大值。,借題發(fā)揮,(1)對處于平衡的物體受力分析時，采用合成法和分解法均可，但要注意研究的對象。(2)分解法和平衡法區(qū)別：研究對象不同：力的分解法研究的是某一個力，而平衡法研究的是處于平衡狀態(tài)的某一物體或某一點。解題的依據不同：力的分解法是根據某個力的作用效果，而平衡法是根據物體的受力平衡條件。,在上例中，若物體甲的質量為m12kg，物體乙與水平面之間的動摩擦因數為0.3，則欲使物體乙在水平面上不滑動，物體乙的質量至少是多少？,答案：5kg,整體法和隔離法處理平衡問題,例2如圖424所示，人重600N，木板重400N，人與木板、木板與地面間動摩擦因數皆為0.2，現在人用水平力拉繩，使他與木板一起向右勻速運動，則()A人拉繩的力是200NB人拉繩的力是100NC人的腳給木板的摩擦力向右D人的腳給木板的摩擦力向左,圖424,思路點撥解答本題時應注意以下兩點：(1)人與木板均處于平衡狀態(tài)。(2)人與木板間的摩擦力為靜摩擦力。,解析取人和木板作為一個整體，向右運動過程中受到的摩擦力fN(G1G2)200N，由平衡條件得，兩繩的拉力均為100N，B正確。再取木板研究，受到人的摩擦力ffF拉200N100N100N，方向向右。C正確。答案BC,借題發(fā)揮,當一個系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)時，組成系統(tǒng)的每一個物體都處于平衡狀態(tài)。一般地，當求系統(tǒng)內各部分間的相互作用時用隔離法；求系統(tǒng)受到外力作用時用整體法。整體法的優(yōu)點是研究對象少，未知量少，方程數少，求解較簡捷。在實際應用中往往將二者結合應用。,1.兩個相同的質量均為m的物體用兩塊同樣的木板A、B夾住，使系統(tǒng)靜止，如圖425所示，所有接觸面均在豎直平面內，求兩物體之間的摩擦力。解析：先對兩個物體組成的整體受力分析可得2f2mg。解得木板對物體的摩擦大小fmg，方向豎直向上，再隔離物體1分析可得，此時木板對物體1的摩擦力與物體1的重力平衡，故兩物體之間無摩擦力。答案：0,圖425,圖解法分析平衡問題,例3用兩根細繩OA、OB懸掛一個重物G，如圖426所示，其中繩OA沿水平方向，OB沿斜上方?，F保持O位置不動，逐漸向上移動A點直至細繩OA變?yōu)樨Q直。在這個過程中，OA、OB繩上的拉力如何變化？,圖426,思路點撥解答本題應把握以下三點：(1)重物對O點拉力的作用效果是對BO、AO繩產生拉力。(2)沿AO、BO方向分解重物的拉力。(3)改變A點位置，分解重物的拉力。,解析如圖所示，A1、A2為繩OA由水平方向變?yōu)樨Q直方向的過程中，繩的A端先后經過的幾個位置。重物對O點的拉力F的大小等于重物的重力G，方向豎直向下。當A先后經過各個位置時，將拉力F沿細繩的方向分解，由圖知OA受到的拉力先減小后增加，OB繩受到的拉力一直減小。答案OA繩上的拉力先減小后增加，OB繩上的拉力一直減小,借題發(fā)揮,(1)對研究對象進行受力分析，再根據平行四邊形定則或三角形定則畫出力的矢量關系圖，然后根據有向線段的長度變化判斷各個力的變化情況，這種方法叫做圖解法。(2)利用圖解法分析力的變化規(guī)律時，應當分析清哪個力是恒定不變的，哪個力是方向一定的，哪個力的大小和方向均改變，同時要分析出現最小值的力的條件。,2如圖427所示，是給墻壁粉刷涂料用的涂料滾的示意圖，使用時，用撐桿推著粘有涂料的涂料滾沿墻壁上下緩慢滾動，把涂料均勻粉刷到墻上，撐桿的重量和墻壁的摩擦力都忽略不計。而且撐桿足夠長，粉刷工人站在離墻壁一定距離處緩慢上推涂料滾，關于該過程中涂料滾對撐桿的壓力F1、涂料滾對墻壁的壓力F2，以下說法正確的是(),圖427,AF1增大，F2減小BF1減小，F2增大CF1、F2均增大DF1、F2均減小,解析：涂料滾的重力可分解為使涂料滾壓墻的分力和使涂料滾壓桿的分力，如圖所示，慢慢上推涂料滾時，重力不變，重力的水平分力的方向不變，斜向下的分力與豎直方向的夾角減小，由圖可得F1、F2均減小。故D正確。答案：D,同學們,來學校和回家的路上要注意安全,同學們,來學校和回家的路上要注意安全,