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共点力作用下物体平衡状态的运动学特征
观察与分析:
分析刹车过程中汽车的受力情况
分析被风吹着的气球的受力情况
点击链接受力分析
一、平衡状态
1.共点力:几个力如果都作用在物体的同一点,或它
们的作用线相交于同一点,这几个力叫共点力。
2、平衡状态的特征
(1)共点力作用下物体平衡状态的运动学特征:加 速度为零。表现为保持静止或者做匀速直线运动或者作 匀速转动。 (2)“保持”某状态与“瞬时”某状态有区别: 竖直上抛的物体运动到最高点时,这一瞬时的速度为零 (静止),但这一状态不可能保持,因而这一不能保持 的静止状态不属于平衡状态。
A. 2N
B. 5N
C. 8N
A 370
D. 10N
O
B
【例3】水平横梁的一端A插在墙壁内,另一端装一个小滑轮B ,一 轻绳的一端C固定在墙壁上,另一端跨过滑轮内后悬挂一质量 CBA 300 ,如图,g取 10m / s 2 ,求滑论受到绳 m=10kg的重物, 子的作用力。 C
300
A
B
mD
二、共点力作用下物体的平衡条件
在共点力作用下物体的平衡条件是合外 力为零,即:
F合=0
力的平衡:作用在物体上的几个力的合力为零, 这种情形叫做力的平衡。 F合=0,则在任一方向 上物体所受合力也为零。 特例: ①物体受两个共点力作用:若两力组成平 衡力, F合=0 ,则物体处于平衡状态。 ②物体受三个共点力作用:若任两力的合 力与第三力组成平衡力, F合=0 ,则物体处于 平衡状态。
三、用共点力平衡解题方法和步骤
1.确定研究对象 合理选择研究对象: (1)可以是一个物体 (2)一个结点 (3) 一个系统(相互作用物体的全体) 在分析外力对系统的作用时: 用整体法 在分析系统内部物体间相互作用力时: 用隔离法
2.对研究的物体进行受力分析 (1) 思路:确定对象 分析受力 (2) 方法:隔离法。 (3) 顺序:重力 弹力 摩擦力
s=4m A B O P
【例6】如图4-2-4所示,左一细绳C点系住一重物P,细绳两端A、 B分别固定在墙上,使AC保持水平,BC与水平方向成30°角。已 知细绳最大只能承受200N的拉力,那么C点悬挂物体的重量最多为 ________N。这时细绳的________段即将拉断。
【例7】如图所示,A球重G1=60N,斜面体B重G2=100N,斜面倾 角30°,一切摩擦均不计,则水平力F为多大时,才能使A、B均处 于静止状态?此时竖直墙壁和水平地面受到的弹力各为多大?
画受力图。
其它力
【例1】如图中,如果小球重3N,光滑斜面的倾角为30度, 求斜面及竖直放置的挡板对小球的作用力。
【例2】如图所示,现用两根绳子AO和BO悬挂电灯,已 知AO绳与天花板水平顶棚间的夹角为,BO绳水平,每根 绳子所能承受的最大拉力均为10N,则以下几个不同重力 的电灯中能安全悬挂的是( )
一
【例4】如图所示的直角三角形支架,是由轻杆AB和BC 利用铰链连接组成,若在B点处悬挂着一个重10N的物体, 求AB和BC杆所受的弹力 的细绳两端分别系于竖立在地面上相 距 s 4 m为的细杆A、B点上,绳上挂一个光滑的轻质挂钩,其下 端连着重G=12N的物体P,平衡时绳中的张力为T= ,若将A 点缓慢向杆下方移动一小段时,绳上张力的变化情况是( )。 A. 均不变 B. 均变大 C. 均变小 D. 均先变小后变大
小结:
共点力作用下物体平衡的运动学特征是保持静止 或匀速直线运动状态。 共点力作用下物体的平衡条件是合力为零。 共点力作用下物体平衡的解法有多种,但每种都以 F合=0为根据。 力的合成、分解法:对于三力平衡,一般根据“任意两 个力的合力与第三个力等大反向”的关系,借助三角函 数、相似三角形等手段求解。 正交分解法:将各力分别分解到x轴上和y轴上,运用 两坐标轴上的合力分别等于零的条件,分别列出x轴与 有y轴方向上的关于力的方程ΣFx=0、ΣFy=0求解。 此方法多用于三个以上共点力作用下的物体的平衡。
【例8】有一个直角支架 AOB,AO水平放置,表面粗糙, OB竖直向下,表面光滑,AO上套有小环P,OB上套有小 环 Q,两环质量均为m,两环间由一根质量可忽略、不可 伸展的细绳相连,并在某一位置平衡(如图),现将P环 向左移一小段距离,两环再次达到平衡,那么将移动后的 平衡状态和原来的平衡状态比较,AO杆对P环的支持力N 和细绳上的拉力T的变化情况是: A.N不变,T变大 B.N不变,T变小 C.N变大,T变大 D.N变大,T变小