高一物理牛顿运动定律的应用二 共点力的平衡课件 新课标 人教版

第四章

牛顿运动定律

7、牛顿运动定律的应用（二） ——共点力的平衡

共 点 力 的 平 衡 条 件

一个物体在共点力作用力下，如果 保持静止或者做匀速直线运动，我 们就说这个物体处于平衡状态。

静止或 匀速直 线运动

△ v＝ 0

a＝0

F 合＝0

共点力作用下 的平衡条件

思 考

静止与速度v＝0 是一回事吗？ 竖直向上抛出一个物体，当物体到达最高 点时，速度为0 ，加速度为0 吗？或者说合 外力为0 吗？

G

注意：加速度为0 时速度不一定为0 ；速 度为0 时加速度不一定为0 。

二 力 平 衡

二力平衡条件： 两个力大小相等、方向相反、作用在同一 条直线上。

一对平衡力 FN

F

G

G

三 力 平 衡

三力平衡条件： 任意两个力的合力与第三个力大小相等、方 向相反、作用在同一条直线上。

FB= G cosθ

FB= F2= G cosθ

B FB

A

θ

θ

F1

O F A

θ

FA= G sinθ FA= F1= G sinθ

F2

G 沿OA方向：F1－FA = Gsinθ－FA＝0 沿OB方向：F2－FB = Gcosθ－FB＝0

练 习

FN= G cosθ

FN

θ θ

Ff = G sinθ

F 1 FN= F2= G cosθ

θ

Ff

F2

Ff = F1= G sinθ

G

平行斜面方向：F1－Ff = Gsinθ－Ff ＝0 垂直斜面方向：F2－FN = Gcosθ－FN＝0

练 习 AF

AC

F2

θ

C FBC

m

B F1

mg 水平方向：F1－FBC= mgcosθ－FBC＝0 竖直方向：F2－mg= FAC sinθ－mg＝0

三 力 物体受三个不平行外力作用而平衡，则这三 汇 个力的作用线必在同一平面内且为共点力。 交 原 理

F1

F2

F1 G F2 G O

多 力 平 衡

多力平衡条件： 物体受到几个共点力的作用而平衡时，其中 的任意一个力必定与余下的其他力的合力等 大反向。 如图所示，某物体在四个共 点力作用下处于平衡状态， 若将F4＝5N的力沿逆时针方 向转动90°，其余三个力的 大小和方向都不变，求此时 物体所受的合力。 F2 F1

F4

F3

解 共 点 力 平 衡 问 题 的 基 本 思 路

1、对研究对象进行受力分析，作出受力图。 2、物体在三个力作用下处于平衡状态，常用 解题方法：力的分解法、力的合成法。 3、共面的非平行的三个力平衡时：其中任意 两个力的合力必与第三个力等值反向且三个 力的作用下必交于一点。 4、物体在三个以上（或三个）力作用下处于 平衡状态，通常应用正交分解法。

练 习 如图，已知物体的重力G为11N ，物体与墙 壁间的动摩擦因数μ=0.5 。物体在推力F 的 作用下沿竖直墙壁做匀速运动，且推力与竖 直方向的夹角θ=37°，求推力F 的大小。

θ

F

分 析 F F2

G = 11N ，μ= 0.5 ,θ= 37°，F = ? F1 F1= F cosθ ① F2= F sinθ

θ

②

v Ff

θ

F f ＝ μF N

FN

F

①

③

FN= F 2 水平方向：FN－F2 ＝0

竖直方向：F1－Ff －G＝0

③

F1 = F f + G

④ ⑤

G

G 由①②③④⑤得 F＝ cos － θ μsinθ

F1= F cosθ

F f ＝ μF N

F2= F sin