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第五节共点力的平衡条件
平衡状态:
一个物体在共点力作用下,保持静止状态 或匀速直线运动状态,则这个物体处于平衡状 态.
例如沿水平路面匀速行驶的汽车、悬挂在
房顶的吊灯、工厂里耸立的大烟囱、宏伟的跨 海大桥等等,都处于平衡状态.
空中蕾 平衡的艺术
“缓慢”的运动, 速度的变化可以忽 略不计,可以认为 是平衡状态
思考:
■速度为零的物体是否处于平衡状态?
二、二力平衡
■初中我们接触过二力平衡
■如果一个物体受到一对平衡力,物体的运动状 态不会发生变化,即保持静止或匀速直线运动 状态。
三、三力平衡
木块停在粗糙的斜 面上静止不动,木块 受到几个力的作用?
木块受到重力、支持力、摩擦力
■木块是否处于平衡状态?
三力平衡的条件是什么?■木块受到三个力,可先将 其中两个力合成F,再与 第三个力比较。
三力平衡的条件是什么?
四?在共点力作用下,物体的平衡条件:
F厶=0
其中任意几个力的合力必与剩余所有力的合 力等大、反向、共线。
在任一方向上,物体所受到的合力均为零。
利用平衡条件求力
解题思路:
明确研究对象
分析研究对象受力,正确画岀其受力图
利用共点力平衡条件列平衡方程求解未知量
直接平篠汽畧隽售分个勰合鑼与剩余所有力的
直接平篠汽畧隽售
分个勰合鑼与剩余所有力的
例1课本p67图3?5-2
■不考虑气球的重力,分析气球受到哪些力。
■画出气球的受力示意图 ■另补充条件,F=20N,绳子与水平面成37。
■求气球受到的浮力及绳子对气球的拉力。例2.城市中的路灯常用三角形的结构悬挂。图为这类结构 的一种简化模型。图中硬杆OB可绕通过B点且垂直于纸面的 轴转动,钢索和杆的重量都可忽略。如果悬挂物的重量是G, 角AOB等于B ,钢索AO对O点的拉力和杆OB对O点的支持
力各是多大?
图4,7-1常见的三角聯.態挂结沟解法二
图4,7-1常见的三角聯.態挂结沟
解法二
例.两等长的轻绳下悬挂一重为G的物块, 绳与水平天花板之间的夹角均为%问:(D两轻绳对物体的拉力各为多大?当
例.两等长的轻绳下悬挂一重为G的物块, 绳与水平天花板之间的夹角均为%问:
(D两轻绳对物体的拉力各为多大?
当a增大时轻绳的拉力如何变化?
(1)物体受力如图,由对称性知Fi=F2o 解法一:直接平衡 对物体由共点力平衡条件有:g
F. sina = -G 耳=
1 2 2 sin a
解法二:先分解、后平衡 对物体由共点力平衡条件,
水平方向:
???奸=F2
???F、=
2sina
F] sin 0BFicos 0先分解、
F] sin 0
B
Ficos 0
先分解、
后平衡
G
o点受力如图,对o点由共点力平衡条件, 水平方向:JF[ax0==f^ 竖直方向: 頁sin=迅二G
Gtan
Gtan 0
由上面两式解得:人=F2
sin 0
利用平衡条件求力的解题思路
明确研究对象
分析研究对象受力,正确画出其受力图
利用共点力平衡条件列平衡方程求解未知量
直接平衡:
直接平衡:
先分解后平衡:先分解某个力或几个力,再利用各方 向上的合力均为零的平衡条件求解。
例3■—质量为m的物块沿倾角为8的斜面匀速下滑,如图。求:
分析物块的受力情况
(2)斜面对物块的支持力
斜面对物块的摩擦力
物块与斜面间的动摩擦因数P ;
斜面对物块的作用力大小和方向;
例4.物体在三个共点力F〔、F2S F3作用下做匀速直线运动, 其中F1=5N, F2=8N,则F3的大小可能为()
A. 2N B. 5N C. 8N D. 13N
(1)设两轻绳对圆柱体的拉力为Fa、Fb,由对称性可知
(1)设两轻绳对圆柱体的拉力为
Fa、Fb,由对称性可知Fa=Fb 圆柱体受力如图,由共点力平衡 条件可知, e
竖直方向:2FrCos—=G
G厶
??? —一Z
2cos —
2
Ff - p9r A - r B
A
S I
q
G
~~e
例5?两等长的轻绳下悬挂一重为G的均匀细圆柱体,两绳之间 的夹角为肌问:(1)圆柱体对两轻绳的拉力各为多大?
(2)当e变小时,轻绳受到的拉力怎样变化?
6
由牛三律,圆柱体
对两轻绳的拉力: c -
2 cos —
(2) e变小,轻绳受到的拉力变小。2
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