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湖南师大 高三物理 第二章3受力分析物体的平衡课件 新人教版

时间:2023-01-26 03:39:28  热度:3°C

1、/3 受力分析物体的平衡/第二章/相互作用 物体的平衡/一、受力分析 1/受力分析的步骤: (1)选取对象即确定 物体(可以是单个物体,也可以是多个物体的组合)//受力/(2)隔离物体把研究对象从周围的环境中隔离开来,分析周围物体对研究对象的力的作用/按照先 力(重力、电场力、磁场力等),后 力(弹力、摩擦力),再 力的顺序进行分析;或先 力,后 力(弹力、摩擦力)的顺序进行分析/ 注意:分析的力为性质力,如重力、弹力、摩擦力等,不要分析效果力,如向心力、回复力等//接触/其他/主动/被动/场/(3)画受力图把物体所受的力一一画在受力图上,并标明各力的符号和方向/ (4)确定方向即确定坐标系,

2、规定正方向/ (5)列方程根据平衡条件或牛顿第二定律,列出在给定方向上的方程/ 步骤(4)(5)是针对某些力是否存在的不确定性而增加的/2/力的正交分解法/ 力的正交分解法是将已知力按 的两个方向进行分解的方法/当物体受三个以上的共点力作用时,用正交分解法为好/正交分解往往按解题需要分解,原则上使更多的力落在互相垂直的坐标轴上//互相垂直/二、物体的平衡 1/平衡状态 物体处于 叫做平衡状态/ 注意:静止状态是指速度和加速度都为零的状态/如竖直上抛运动物体达最高点时速度为零,但加速度等于重力加速度,不为零,不是静止状态//静止或匀速直线运动状态/2/平衡条件及推论 物体的平衡条件是物体所受到的

3、合外力为零,即 / 利用正交分解法,可写成 Fx=0/ Fy=0 推论(1):若物体受多个力作用而平衡,则其中任意一个力与其余力的合力 //一定大小相等,方向相反,且作用在同一直线上/F合=0/推论(2):若一个物体受三个力而平衡,则三个力中任意两个力的合力必与第三个力 /若这三个力是非平行力,则三个力一定是 (三力交汇原理)/如果将这三个力的矢量平移,则一定可以得到一个首尾相接的 //大小相等,方向相反,且作用在同一直线上/共点力/封闭三角形/一、物体受力分析的原则 1/根据力的概念,从施力物体出发,进行受力分析/ 2/从力产生的原因出发,进行受力分析,一般场力(重力、电场力、磁场力)主要依

4、据这一点进行受力分析/ 3/从物体所处的状态(平衡和非平衡态)入手结合各种力的特点,然后根据平衡条件或牛顿运动定律进行分析判断//二、运用正交分解法解决物体的平衡问题的主要依据是什么? 若物体处于平衡状态,则所受合外力为零,在两个相互垂直的方向上将所有力分解后,在两个方向上分别合成,在这两个方向上的合力都为零,从而获得两个***的方程//三、怎样处理平衡问题? 1/情境 (1)一般平衡:物质受到若干个力而处于平衡状态/已知其中一些力需求某个力,构建已知力与未知力之间的关系/ (2)特殊平衡 动态平衡:物体受到的若干个力中某些力在不断变化,但物体的平衡状态不变/这类问题一般需把握动(如角度)与不动

5、(如重力)的因素及其影响关系//临界平衡:当物体的平衡状态即将被破坏而尚未破坏时对应的平衡/ 2/方法 受力分析的对象有时是单个物体,有时是连接体/对单个物体,如果受三个力或可简化为三个力的可以通过平行四边形定则(或三角形定则)应用数学方法来处理//如果单个物体受到三个以上的力一般可利用物理方法来处理/对连接体问题可借助整体法和隔离法转化为单个物体来分析处理/由于整体法和隔离法相互弥补(整体法不需考虑内力,但也求不出内力,可利用隔离法求内力),所以连接体问题一般既要用到整体法也需用到隔离法/如果已知内力一般先隔离再整体,如果内力未知一般先整体再隔离/这种思想不仅适用于平衡状态下的连接体问题,也

6、适用于有加速度的连接体问题//(1)常用的数学方法: 相似三角形: 菱形转化为直角三角形/(2)物理方法(数***算): 正交分解法来处理平衡问题的基本思路是: 确定研究对象进行受力分析并画出受力图; 建立直角坐标系/让尽可能多的力落在坐标轴上; 按先分解(把所有力分解在x轴、y轴上)再合成的思想,根据Fx=0和Fy=0列方程组求解//1/物体的受力分析 如图所示,在墙角外的水平地面上,静止放一质量为4m、倾角为37的三角形木块,在木块斜面与竖直墙壁间静止放有一质量为m的光滑的小球,则木块对地面压力的大小 为 ,地面对木块 的静摩擦力大小为 //5mg/mgtan/如图所示,小车M在恒力F作用下

7、,沿水平地面做直线运动,由此可以判断( ) A/若地面光滑,则小车一定受三个力作用 B/若地面粗糙,则小车可能受三个力作用 C/若小车做匀速运动, 则小车一定受四个力作用 D/若小车做加速运动,则小车可能受三个力作用/CD/2/正交分解法在解决平衡问题中的运用 质量为m的木块在推力F作用下,在水平地面上做匀速运动,如图所示/已知木块与地面间的动摩擦因数为,那么木块受到的滑动摩擦力为下列各值中的哪个( ) A/ mg B/(mg+Fsin) C/(mg+Fcos) D/Fcos/BD/如图所示,在倾角=30的粗糙斜面上放一物体,重力为G,现在用与斜面底边平行的力F=G/2推物体,物体恰能在斜面上

8、斜向下匀速直线运动,则物体与斜面之间的动摩擦因数是多少?/3/整体法和隔离法在平衡问题中的运用 如图所示,用光滑的粗铁丝做成一个直角三角形,BC边水平,AC边竖直,ABC=,AB及AC上分别套有细线系着两个小环P、Q,当它们静止时,细线与AB边所成的角的变化范围为 / 90//如图所示,质量为m=5kg的物体置于一粗糙的斜面体上,用一平行于斜面的大小为30N的力F推物体,使物体沿斜面向上匀速运动,斜面体质量为M=10kg,且始终静止/取g=10m/s2,求地面对斜面体的摩擦力大小及支持力大小//对整体,由平衡条件得: f=Fcos30 N=(m+M)g-Fsin30 故得:f=26N N=135N/4/相似三角形在平衡问题中的运用 如图所示,轻绳的A端固定在天花板上,B端系一个重力为G的小球,小球静止在固定的光滑的大球球面上/已知AB绳长为l,

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