高一物理配套課件：第4章 第1節(jié)《共點力作用下物體的平衡》（教科版必修1）

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歡迎進入物理課堂 第四章物體的平衡 第一節(jié) 1 知道共點力的概念 2 知道物體的平衡狀態(tài) 3 通過實驗尋找共點力的平衡條件 一 共點力作用下物體的平衡狀態(tài)1 平衡狀態(tài) 物體在共點力的作用下 保持或做的狀態(tài) 2 舉例 光滑水平面上勻速滑動的物塊 沿斜面勻速下滑的木箱 天花板上懸掛的吊燈等 靜止 勻速直線運動 物體保持靜止與物體在某一時刻的速度為零是一回事嗎 都是處于平衡狀態(tài)嗎 提示 不是 若物體某一時刻速度為零而合力不為零 則不是平衡狀態(tài) 二 共點力作用下物體的平衡條件1 實驗探究如圖甲所示 將三個彈簧測力計放在同一個平面內 并將三個彈簧測力計的掛鉤掛在同一物體上 先將其中的兩個成某一角度 固定起來 然后用手拉第三個彈簧測力計 平衡時分別記下三個彈簧測力計的示數(shù)及作用力的方向 并按各力的大小 方向作出力的圖示 根據(jù)力的平行四邊形定則 看看這三個力有什么關系 注意 不宜過大或過小 由圖乙可以看出 其中兩個力的合力與第三個力大小 方向 相等 相反 2 實驗結論物體在三個共點力作用下的平衡條件是 任意兩個力的與第三個力大小 方向 且在 即這三個共點力的合力為零 3 平衡條件 物體所受的為零 即 0 或F合x 0 F合y 0 合力 相等 相反 同一平 面內 合外力 F合 2 由平衡條件得出的結論 1 物體在兩個力作用下處于平衡狀態(tài) 則這兩個力必定等大反向 是一對平衡力 2 物體在三個共點力作用下處于平衡狀態(tài)時 任意兩個力的合力與第三個力等大反向 3 物體受N個共點力作用處于平衡狀態(tài)時 其中任意一個力與剩余 N 1 個力的合力一定等大反向 4 當物體處于平衡狀態(tài)時 沿任意方向物體所受的合力均為零 平衡狀態(tài)的判斷 物體在共點力作用下 下列說法正確的是A 物體的速度在某一時刻等于零時 物體就一定處于平衡狀態(tài)B 物體相對另一物體保持靜止時 一定處于平衡狀態(tài)C 物體所受合力為零時 就一定處于平衡狀態(tài)D 物體做勻加速直線運動時 物體處于平衡狀態(tài) 思路點撥 判斷物體是否處于平衡狀態(tài)的依據(jù)是F合 0或物體的加速度a 0 只要F合 0或a 0 物體一定處于平衡狀態(tài) 物體處于靜止狀態(tài)和物體的速度等于零不是一回事 若v 0 F合 0 則物體處于平衡狀態(tài) 而在v 0的時刻 F合不一定等于零 物體不一定處于平衡狀態(tài) 解析 本題考查了對平衡狀態(tài)的理解與判斷 處于平衡狀態(tài)的物體 從運動形式上看處于靜止或勻速直線運動狀態(tài) 從受力上看 物體所受合力為零 某一時刻速度為零的物體 其受力不一定為零 故不一定處于平衡狀態(tài) 選項A錯誤 物體相對于另一物體靜止時 該物體不一定靜止 如當另一物體做變速運動時 該物體也做變速運動 處于非平衡狀態(tài) 故選項B錯誤 選項C正確 物體做勻加速直線運動 所受合力不為零 故不是平衡狀態(tài) 選項D錯誤 答案 C 針對訓練 1 一個物體處于平衡狀態(tài) 下列說法正確的是 A 該物體一定處于靜止狀態(tài)B 如果該物體受到力的作用 則它所受外力的合力等于零C 該物體可能有很大的速度D 該物體一定不受力解析 平衡狀態(tài)是指物體處于靜止或勻速直線運動 此時物體所受到的合力為零 答案 BC 用平衡條件解決問題 如圖所示 質量為m的物體受到推力F作用 沿水平方向做勻速直線運動 已知推力F與水平面的夾角為 物體與地面間的動摩擦因數(shù)為 則物體所受的摩擦力大小為A Fcos B mgC Fsin D mg Fsin 解析 物體做勻速直線運動 處于平衡狀態(tài) 物體在運動過程中受力如圖 由平衡條件可知 f Fcos 選項A正確 由公式f FN可知 f mg Fsin 故選項D正確 選項B C錯誤 答案 AD 針對訓練 2 例2中若力F與水平面的夾角 斜向上 物體做勻速直線運動 求 1 物體所受的摩擦力 2 拉力F與摩擦力f的合力方向如何 解析 1 物體受力如圖所示 由平衡條件得f Fcos FN Fsin mg 0又f FN故f mg Fsin Fcos 2 物體受重力 支持力 拉力 摩擦力作用處于平衡狀態(tài) 其合力為零 由于重力和支持力的合力沿豎直方向可知 拉力F和摩擦力的合力一定沿豎直方向向上 答案 見解析 誤區(qū) 解決平衡問題時 對靜摩擦力的變化分析不夠導致錯誤 典型例題 如圖所示 物體m靜止在傾角為 的斜面上 用水平力F推物體m 若F由零稍微增大一些 但m仍靜止 則A 物體m受到的靜摩擦力一定減小B 物體m受到的合外力不變C 斜面受到的壓力增大D 物體m對斜面的靜摩擦力一定增大 嘗試解答 當物體不受F作用時 由受力分析可知 沿斜面方向 有摩擦力Ff mgsin 沿垂直斜面方向 斜面對物體的支持力FN mgcos 當水平力F作用于物體m上并由零稍微增大后 物體仍靜止 所受合外力為零 故選項B正確 由分析知 Ff Fcos mgsin FN Fsin mgcos 因而 當F稍微增大一些時 FN必增大 斜面受到的正壓力增大 選項C正確 F開始增大 Ff減小 當F增大到Fcos mgsin 時 Ff 0 當F繼續(xù)增大時 物體m相對于斜面有向上的運動趨勢 故靜摩擦力改變方向 此時沿斜面方向上平衡方程變?yōu)?Fcos mgsin Ff 當F繼續(xù)增大時 Ff亦繼續(xù)增大 直至物體開始滑動 故選項A D錯誤 選項B C正確 答案BC 誤區(qū)警示 本題易多選A項或者D項 誤認為初狀態(tài)摩擦力沿斜面向上 F增大 摩擦力減小 誤選A項 若誤認為摩擦力沿斜面向下 F增大 摩擦力增大 誤選D項 其實要確定初狀態(tài)摩擦力方向 須比較Fcos 與mgsin 關系 靜摩擦力方向與大小隨外力變化而變化 一定要結合物體的受力情況和狀態(tài)來進行受力分析 謝謝觀看 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