《平衡条件的应用》力与平衡PPT

《平衡条件的应用》力与平衡PPT

第一部分内容：【学习素养•明目标】

科学思维：1.通过实例巩固处理静态平衡的常用方法.2.通过解析法和图解法，掌握如何分析动态平衡问题.3.掌握解决临界问题和极值问题的方法．

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平衡条件的应用PPT，第二部分内容：合作探究攻重难

1．静态平衡的定义

静态平衡是指物体在共点力的作用下保持静止状态时的平衡．

2．静态平衡的理解

(1)运动学特征：处于静态平衡的物体速度为零．

(2)平衡条件：处于静态平衡的物体所受的合力为零．

(3)实例：日常生活中，三角形支架以其优越的平衡稳定性被广泛采用．如：大型展览馆、体育馆屋顶的钢架结构，马路边的路灯支架，建筑工地的塔吊支架等静态平衡装置大多采用三角形结构．

【例1】沿光滑的墙壁用网兜把一个足球挂在A点，如图所示，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，求悬绳对球的拉力和墙壁对球的支持力．

思路点拨：①球处于静止状态，所受合外力为零．

②选取球为研究对象可采用合成法、分解法、正交分解法求解．

解决静态平衡问题的方法及步骤

(1)处理平衡问题，常用的方法有合成法、分解法、相似三角形法、正交分解法等．

(2)应用平衡条件解题的步骤

①明确研究对象(物体、质点或绳的结点等)；

②对研究对象进行受力分析；

③建立合适的坐标系，应用共点力的平衡条件，选择恰当的方法列出平衡方程；

④求解方程，并讨论结果．

1．动态平衡的定义

动态平衡是指物体在共点力的作用下保持匀速直线运动状态，或者通过控制某些物理量，使物体的运动状态缓慢地发生变化，而这个过程中物体又始终处于一系列的平衡状态．

2．平衡条件

物体所受共点力的合力为零．

3．解题思路

把“动”化为“静”，从“静”中求“动”．

【例2】如图所示，把球夹在竖直墙AC和木板BC之间，不计摩擦，球对墙的压力为N1，球对木板的压力为N2.在将木板BC逐渐放至水平的过程中，下列说法正确的是(　　)

A．N1和N2都增大

B．N1和N2都减小

C．N1增大，N2减小

D．N1减小，N2增大

思路点拨：选取球为研究对象⇨对球进行受力分析，作出受力的矢量三角形⇨根据有向线段的长度变化判断力的变化

动态平衡及其分析方法

(1)物体的动态平衡是指物体在运动中的平衡，通过控制某一物理量，使物体的状态发生缓慢变化，在此过程中，物体始终处于一系列的动态平衡状态．

(2)动态平衡问题的两种分析方法

①解析法：对研究对象的任一状态进行受力分析，建立平衡方程，求出因变量与自变量的一般函数式，然后根据自变量的变化确定因变量的变化．

②图解法：对研究对象进行受力分析，再根据平行四边形定则或三角形定则画出不同状态下的力的矢量图(画在同一个图中)，然后根据有向线段(表示力)的长度变化判断各个力的变化情况．

平衡问题中的临界和极值问题

1.临界问题

临界状态是指某种物理现象(或物理状态)变为另一种物理现象(或物理状态)的过程中的转折状态．可理解为“恰好出现”某种物理现象，也可理解为“恰好不出现”某种物理现象，涉及临界状态的问题称为临界问题．

2．极值问题

极值是指描述物体的物理量在变化过程中出现的最大值或最小值．涉及极值的问题称为极值问题．

3．解决临界问题和极值问题的方法

一种是物理分析法，通过对物理过程的分析，抓住临界(或极值)条件进行求解．例如，两物体脱离的临界条件是两物体间的弹力为零．另一种是数学法，通过对问题的分析，依据物理规律写出物理量之间的函数关系(或作出函数图像)，用数学知识(例如求二次函数的极值、讨论公式极值、三角函数极值等)求解．

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平衡条件的应用PPT，第三部分内容：当堂达标固双基

1．一氢气球下系一小重物G，重物只在重力和绳的拉力作用下做匀速直线运动，不计空气阻力和风力影响，而重物运动的方向如各图中箭头所示，则下列图中气球和重物G在运动中所处的位置可能的是(　　)

A　[重物G受到重力和绳的拉力的共同作用，由力的平衡可知，二力必定反向，所以悬线是竖直的．]

2．如图所示，一只质量为m的蚂蚁在半径为R的半球形碗内爬行，在距碗底高R2的P点停下来，若重力加速度为g，则它在P点受到的摩擦力大小为(　　)

A.12mg　  B.22mg

C.32mg  D．mg

3．如图所示，用OA、OB两根轻绳将花盆悬于两竖直墙之间，开始时OB绳水平．现保持O点位置不变，改变OB绳长使绳右端由B点缓慢上移至B′点，此时OB′与OA之间的夹角θ<90°.设此过程OA、OB绳的拉力分别为FOA、FOB，则下列说法正确的是(　　)

A．FOA一直减小  B．FOA一直增大

C．FOB一直减小  D．FOB一直增大

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