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共点力作用下物体的平衡学案


共点力作用下物体的平衡
学习目标:
1.理解平衡状态的含义. 2.理解共点力的平衡条件. 3.学会应用共点力平衡条件求解平衡问题的基本步骤、方法.

一.平衡状态
1 定义:如果物体保持 2 平衡状态的运动学特征:a= 练习 1 下列物体中处于平衡状态的是( ) ,则物体处于平衡状态。

A.静止在粗糙斜面上的

物体 B.沿光滑斜面加速下滑的物体 C.在斜坡上匀速行驶的汽车 D.做自由落体运动的物体在刚开始下落的一瞬间 E.物体的速度在某一时刻等于零时,物体就一定处于平衡状态 F.物体相对另一物体保持静止时,物体一定处于平衡状态

二.共点力作用下物体平衡的条件:
若将物体所受的共点力正交分解,则平衡条件可表示为下列方程组: Fx 合= ,Fy 合= .

注意:共点力作用下物体平衡条件的具体表达和推论 ① 二力平衡:则这两个力 ②三力平衡: ③n 个力平衡,其中任意(n-1)个力的合力 练习 2. 如图所示,物体在五个共点力作用下保持平衡,如果撤去了 F1,其余的四 个力不变,这四个力的合力大小和方向怎样? .

F2

F3

F1 F4 F5

三.共点力平衡条件的应用
例 1:如图所示,一个重为 G 的圆球,被一段细绳挂在竖直光滑墙上,绳与竖直 墙的夹角为α ,则绳子的拉力和墙壁对球的弹力各是多少?

α

总结:共点力平衡解题步骤: (1) (2) (3) (4)

练习 3. 质量为 m 的物体静止在倾角为 θ 的斜面上,求:斜面对物体的支持力大 小和摩擦力大小.

θ

练习 4.用细线 AO,BO、 悬挂质量为 m 的重物,BO 水平,AO CO 与竖直线成 450 ,如图所示,求:A0 绳和 BO 绳所受的拉力. 讨论:若三段绳子承受的最大拉力相同,随着所挂物体重力的 增加,哪一个绳子最容易断?

A

B

O C

练习 5.水平地面上有一木箱质量为 m,木箱与地面之间的动摩擦因数为μ 。现对 木箱施加一拉力 F,使木箱在水平地面做匀速直线运动。已知 F 的方向与水平面 夹角为θ ,求拉力 F 的大小。

练习 6.上题中拉力 F 和摩擦力的合力的方向向哪?

小结: 通过本节课学习了:

拓展练习
1. 图 1 为节日里悬挂灯笼的一种方式,A、B 点等高,O 为 结点,轻绳 AO、BO 长度相等,拉力分别为 FA 、FB,灯笼受 到的重力为 G。下列表述正确的是( ) A.FA 一定小于 G B.FA 与 FB 大小相等 C.FA 与 FB 是一对平衡力 D.FA 与 FB 大小之和等于 G 2.如图 3 所示,光滑半球容器固定在水平面上,O 为球心,一质量为 m 的小滑 块,在水平力 F 的作用下静止于 P 点。设滑块所受支持力为 FN,OP 与水平方 向的夹角为θ 。下列关系正确的是( )

A.

B.

C.

D.

3.水平面上放着质量为 1 千克的物体,如果物体与水平面间的滑动摩擦系数为为 0.2,如果要使物体匀速直线运动,则需加与水平面成 370 的推力多大?

4.若斜面的倾角为 ? ,物体的质量为 m,物体与斜面间的动摩擦因数为μ ,用平行于 斜面向上的力 F 推物体使物体沿斜面向上作匀速运动, 求 F 的大小.

m F

5.若将力 F 改为水平方向,其余条件不变,则 F 又是多少?

m F


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