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《平衡条件的应用》力与平衡PPT
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《平衡条件的应用》力与平衡PPT

第一部分内容:【学习素养•明目标】

科学思维:1.通过实例巩固处理静态平衡的常用方法.2.通过解析法和图解法,掌握如何分析动态平衡问题.3.掌握解决临界问题和极值问题的方法.

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平衡条件的应用PPT,第二部分内容:合作探究攻重难

静态平衡

1.静态平衡的定义

静态平衡是指物体在共点力的作用下保持静止状态时的平衡.

2.静态平衡的理解

(1)运动学特征:处于静态平衡的物体速度为零.

(2)平衡条件:处于静态平衡的物体所受的合力为零.

(3)实例:日常生活中,三角形支架以其优越的平衡稳定性被广泛采用.如:大型展览馆、体育馆屋顶的钢架结构,马路边的路灯支架,建筑工地的塔吊支架等静态平衡装置大多采用三角形结构.

【例1】沿光滑的墙壁用网兜把一个足球挂在A点,如图所示,足球的质量为m,网兜的质量不计,足球与墙壁的接触点为B,悬绳与墙壁的夹角为α,求悬绳对球的拉力和墙壁对球的支持力.

思路点拨:①球处于静止状态,所受合外力为零.

②选取球为研究对象可采用合成法、分解法、正交分解法求解.

规律方法

解决静态平衡问题的方法及步骤

(1)处理平衡问题,常用的方法有合成法、分解法、相似三角形法、正交分解法等.

(2)应用平衡条件解题的步骤

①明确研究对象(物体、质点或绳的结点等);

②对研究对象进行受力分析;

③建立合适的坐标系,应用共点力的平衡条件,选择恰当的方法列出平衡方程;

④求解方程,并讨论结果.

动态平衡

1.动态平衡的定义

动态平衡是指物体在共点力的作用下保持匀速直线运动状态,或者通过控制某些物理量,使物体的运动状态缓慢地发生变化,而这个过程中物体又始终处于一系列的平衡状态.

2.平衡条件

物体所受共点力的合力为零.

3.解题思路

把“动”化为“静”,从“静”中求“动”.

【例2】如图所示,把球夹在竖直墙AC和木板BC之间,不计摩擦,球对墙的压力为N1,球对木板的压力为N2.在将木板BC逐渐放至水平的过程中,下列说法正确的是(  )

A.N1和N2都增大

B.N1和N2都减小

C.N1增大,N2减小

D.N1减小,N2增大

思路点拨:选取球为研究对象⇨对球进行受力分析,作出受力的矢量三角形⇨根据有向线段的长度变化判断力的变化

规律方法

动态平衡及其分析方法

(1)物体的动态平衡是指物体在运动中的平衡,通过控制某一物理量,使物体的状态发生缓慢变化,在此过程中,物体始终处于一系列的动态平衡状态.

(2)动态平衡问题的两种分析方法

①解析法:对研究对象的任一状态进行受力分析,建立平衡方程,求出因变量与自变量的一般函数式,然后根据自变量的变化确定因变量的变化.

②图解法:对研究对象进行受力分析,再根据平行四边形定则或三角形定则画出不同状态下的力的矢量图(画在同一个图中),然后根据有向线段(表示力)的长度变化判断各个力的变化情况.

平衡问题中的临界和极值问题

1.临界问题

临界状态是指某种物理现象(或物理状态)变为另一种物理现象(或物理状态)的过程中的转折状态.可理解为“恰好出现”某种物理现象,也可理解为“恰好不出现”某种物理现象,涉及临界状态的问题称为临界问题.

2.极值问题

极值是指描述物体的物理量在变化过程中出现的最大值或最小值.涉及极值的问题称为极值问题.

3.解决临界问题和极值问题的方法

一种是物理分析法,通过对物理过程的分析,抓住临界(或极值)条件进行求解.例如,两物体脱离的临界条件是两物体间的弹力为零.另一种是数学法,通过对问题的分析,依据物理规律写出物理量之间的函数关系(或作出函数图像),用数学知识(例如求二次函数的极值、讨论公式极值、三角函数极值等)求解.

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平衡条件的应用PPT,第三部分内容:当堂达标固双基

1.一氢气球下系一小重物G,重物只在重力和绳的拉力作用下做匀速直线运动,不计空气阻力和风力影响,而重物运动的方向如各图中箭头所示,则下列图中气球和重物G在运动中所处的位置可能的是(  )

A [重物G受到重力和绳的拉力的共同作用,由力的平衡可知,二力必定反向,所以悬线是竖直的.]

2.如图所示,一只质量为m的蚂蚁在半径为R的半球形碗内爬行,在距碗底高R2的P点停下来,若重力加速度为g,则它在P点受到的摩擦力大小为(  )

A.12mg   B.22mg

C.32mg  D.mg

3.如图所示,用OA、OB两根轻绳将花盆悬于两竖直墙之间,开始时OB绳水平.现保持O点位置不变,改变OB绳长使绳右端由B点缓慢上移至B′点,此时OB′与OA之间的夹角θ<90°.设此过程OA、OB绳的拉力分别为FOA、FOB,则下列说法正确的是(  )

A.FOA一直减小  B.FOA一直增大

C.FOB一直减小  D.FOB一直增大

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