高中物理教科版 (2019)必修 第一册6 共点力作用下物体的平衡多媒体教学课件ppt

这是一份高中物理教科版 (2019)必修 第一册6 共点力作用下物体的平衡多媒体教学课件ppt，共35页。PPT课件主要包含了学习目标，基础探究，合作探究，实践应用，情境化导学，形成概念掌握新知，匀速直线运动，F合0，思考与自测，问题情境等内容，欢迎下载使用。

1.知道共点力作用下物体平衡状态的概念,理解共点力平衡的条件。2.会用共点力平衡条件解决有关力的平衡问题。
知识点一　共点力作用下物体的平衡状态如果物体保持静止或 状态,我们就说,这个物体处于平衡状态。知识点二　共点力作用下物体的平衡条件1.平衡条件:在共点力作用下物体的平衡条件是 。2.用正交分解法时,平衡条件可写成:Fx合= ,Fy合= 。
1.思考判断(1)某时刻物体的速度为零时,物体一定处于平衡状态。(　 　)(2)物体处于平衡状态时任意方向的合力均为零。(　 　)(3)相对于另一物体保持静止的物体一定处于平衡状态。(　 　)(4)“复兴”号列车在平直铁路上以350 km/h高速行驶时处于平衡状态。(　 　)(5)合力保持恒定的物体处于平衡状态。(　 　)(6)“嫦娥四号”落月前悬停在距月面100 m处时处于平衡状态。(　 　)
答案:不一定。如果一个物体较长时间的速度为0,则处于平衡状态;一个物体仅在某一时刻速度为零,有可能受力不为零,比如做自由落体的物体在刚释放时所受合力不为零,因此不处于平衡状态,但瞬时速度为零。
2.思维探究(1)如果一个物体在某一时刻的瞬时速度为零,则该物体一定处于平衡状 态吗?
(2)如果一个物体的加速度为零,则该物体一定处于平衡状态吗?
答案:一定。一个物体的加速度为零,说明它处于静止或匀速直线运动状态,即平衡状态。
要点一　对共点力的平衡条件的理解
如图所示,著名景点——黄山飞来石独自静止于悬崖之上,它受哪些力作用?这些力大小、方向有何关系?它们的合力有何特点?答案:受重力和支持力。重力方向竖直向下、支持力方向竖直向上,二力等大、反向,合力为零。
1.“平衡状态”和“v=0”的区别与联系
2.由平衡条件得出的三个结论
[例1] 一建筑塔吊如图所示向右上方沿直线匀速提升建筑物料,若忽略空气阻力,则下列有关物料的受力图正确的是(　 　)
解析:由题意可知,物料做匀速直线运动,合力为零,对物料受力分析知,拉力T与重力mg平衡,故D正确.
判断物体是否处于平衡状态,一要看物体是否处于静止或匀速直线运动状态;二要看物体所受的合外力是否为零,或者看物体运动状态是否变化,若运动状态改变,即物体加速度不是零,物体就不处于平衡状态。
[针对训练1] 质量为m的木块沿倾角为θ的斜面匀速下滑,如图所示,那么木块对斜面的作用力方向是(　 　)A.沿斜面向上B.垂直于斜面向上C.沿斜面向下D.竖直向下
解析:木块做匀速直线运动,处于平衡状态,由平衡条件可知其所受合力为零,故斜面对木块的作用力与木块所受重力等大反向,作用力方向竖直向上,由牛顿第三定律,木块对斜面的作用力方向竖直向下,D正确。
要点二　静态平衡问题的处理方法
如图所示,重物的重力为G,轻绳AO与BO的A、B端是固定的,平衡时AO是水平的,BO与竖直方向的夹角为θ,能否用合成法和分解法求出AO的拉力T1和BO的拉力T2的大小?
答案:选取O点为研究对象,其受力如图甲所示,O点受到三个力的作用,重物对O的拉力大小为G,AO绳的拉力T1,BO绳的拉力T2。合成法:如图乙所示,T1和T2的合力与重物的重力大小相等,由几何关系可解出两绳拉力大小。效果分解法:如图丙所示,将重力沿两绳的方向分解,则沿AO、BO绳方向的合力分别为0,由几何关系可解出两绳拉力大小。正交分解法:如图丁所示,将BO绳拉力T2沿两坐标轴分解,则O点沿两坐标轴的合力分别为0,由此可求出两绳拉力的大小。
[例2] 沿光滑的墙壁用网兜把一个足球挂在A点(如图),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,重力加速度为g,求悬绳对球的拉力和墙壁对球的支持力。
共点力平衡问题的解题步骤(1)选取研究对象。(2)对所选取的研究对象进行受力分析并画出受力分析图。(3)对研究对象所受的力进行处理,或合成或分解。(4)根据F合=0或Fx合=0,Fy合=0列方程或由几何关系求解。
[针对训练2] 如图所示,一物块置于水平地面上。当用与水平方向成60°角的力F1拉物块时,物块做匀速直线运动;当改用与水平方向成30°角的力F2推物块时,物块仍做匀速直线运动。若F1和F2的大小相等,则物块与地面之间的动摩擦因数为(　 　)
1.动态平衡(1)所谓动态平衡问题,是指通过控制某些物理量,使物体的状态发生缓慢变化(缓慢既可理解为静止,亦可理解为匀速),而在这个过程中物体又始终处于一系列的平衡状态,常利用图解法解决此类问题。(2)基本思路:化“动”为“静”,“静”中求“动”。
2.分析动态平衡问题的方法
[例3] 用绳AO、BO悬挂一个重物,BO水平,O为半圆形支架的圆心,悬点A和B在支架上。悬点A固定不动,将悬点B从图示位置逐渐移动到C点的过程中,绳OA和绳OB上的拉力大小的变化情况是(　 　)A.绳OA的拉力不变,绳OB的拉力减小B.绳OA的拉力逐渐减小,绳OB的拉力先减小后增大C.绳OA的拉力不变,绳OB的拉力先减小后增大D.绳OA的拉力逐渐减小,绳OB的拉力增大
解析:将绳AO、BO的拉力合成,其合力与重力等大反向,逐渐改变绳OB拉力的方向,使FB与竖直方向的夹角变小,得到多个平行四边形,如图所示,由图可知FA逐渐减小,且方向不变,而FB先减小后增大,且方向不断改变,当FB与FA垂直时,FB最小。故选B。
用图解法分析三力动态平衡问题的思路(1)确定研究对象,作出受力分析图。(2)明确三力的特点,哪个力不变,哪个力变化。(3)将三力的示意图首尾连接,构造出矢量三角形;或将某力根据其效果进行分解,画出平行四边形。(4)根据已知量的变化情况,确定有向线段(表示力)的长度变化,从而判断各个力的变化情况。
[针对训练3] (多选)如图所示为一简易起重装置,AC是上端带有滑轮的固定支架,BC为质量不计的轻杆,杆的一端C用铰链固定在支架上,另一端B悬挂一个质量为m的重物,并用钢丝绳跨过A端滑轮连接在卷扬机上。开始时,杆BC与AC的夹角∠BCA>90°,现使∠BCA缓缓变小,直到∠BCA=30°。在此过程中不计一切阻力,下列说法正确的是(　 　)A.杆BC对B点的作用力大小不变B.绳上的拉力逐渐减小C.杆BC对B点的作用力先减小后增大D.绳上的拉力逐渐增大
模型·方法·结论·拓展
用整体法和隔离法分析多物体平衡问题分析多物体的平衡问题,关键是研究对象的选取,若一个系统中涉及两个或两个以上的物体,在选取研究对象时,要灵活运用整体法和隔离法。对于多物体问题,如果不求物体间的相互作用力,我们优先采用整体法,这样涉及的研究对象少、未知量少、方程少,求解简便。
[示例] 如图,滑块A置于水平地面上,滑块B在一水平力F作用下紧靠滑块A (A、B接触面竖直),此时A恰好不滑动,B刚好不下滑。已知A与B间的动摩擦因数为μ1,A与地面间的动摩擦因数为μ2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则A与B的质量之比为(　 　)
科学·技术·社会·环境
风筝飞行的平衡原理风筝平面与风向形成的夹角被称之为迎角,风对风筝的作用力与风筝表面垂直,其作用是对风筝产生升力和阻力。当迎角为90° ,也就是风向与风筝平面垂直时,这时的风只产生阻力,你只能用手拉紧风筝线,拉力与阻力平衡,风筝才不至于被刮跑;当迎角为0°时,风筝基本不受风力的作用,由于自身的重量它会逐渐飘落;只有在风筝的迎角是一定的锐角时,这时的风力变为向后上方的力,驱使风筝升空遨游,使千姿百态的风筝在蔚蓝的天空中飘舞,形成明媚春天的亮丽风景。