物理必修一共点力平衡知识点
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求解平衡力的几种方法【学习目标】1.知道什么叫力的平衡,什么叫共点力作用下物体的平衡状态.2.知道共点力作用下物体的平衡条件,并能用它处理简单的平衡问题.【要点梳理】要点一、共点力的平衡1.共点力是作用于一点,或作用线相交于一点的几个力。
2、物体的平衡状态(1)所谓平衡状态,就是物体的运动状态不变,具体表现为两种情况:静止状态和匀速直线运动状态(2)对平衡状态的理解①对于共点力作用下物体的平衡,不要认为只有静止才是平衡状态,匀速直线运动也是物体的平衡状态。
因此,静止的物体一定平衡,但平衡的物体不一定静止。
②不要把速度为零和静止状态相混淆,静止状态是物体在一段时间内保持速度为零不变,其加速度为零,而物体速度为零可能是物体静止,也可能是物体做变速运动中的一个过渡状态,加速度不为零。
由此可见,静止的物体速度一定为零,但速度为零的物体不一定静止。
因此,静止的物体一定处于平衡状态,但速度为零的物体不一定处于平衡状态。
总之,共点力作用下的物体只要物体的加速度为零,它一定处于平衡状态,只要物体的加速度不为零,它一定处于非平衡状态。
3.共点力作用下物体的平衡条件是物体所受外力的合力为零。
A.最简单的是物体受两个共点力作用的情况。
只要这两个力大小相等、方向相反,合力就为零,这就是所谓的二力平衡问题。
B.很多情况是物体在三个共点力作用下处于平衡状态。
这时,三个力中的任意一个力总跟另外两个力的合力平衡。
C.不难想象如果一个物体在几个共点力作用下处于平衡状态,当撤消其中的一个力时,则其它几个力的合力一定与该力大小相等、方向相反,这时物体将在合力作用下改变原来的平衡状态。
要点二、研究共点力的平衡的方法1.研究共点力作用下物体平衡问题的基本方法,是平行四边形法则及相关的三角形计算。
2.用正交分解法研究共点力的平衡问题,其平衡条件是合外力的正交分量均为零。
即A.正交分解法把矢量运算转化为代数运算B.应用正交分解法的重要环节是坐标系的建立。
共点力的平衡知识点总结与典例共点力的平衡是指在一个物体上作用的所有力的合力为零时,物体处于静止状态或者匀速直线运动状态。
共点力的平衡是力学中的重要概念,在解决物体平衡问题时经常用到。
下面对共点力的平衡进行知识点总结,并给出一些典型的例题。
1.共点力的合力为零时物体保持静止。
当一个物体受到多个力的作用,且这些力的合力为零时,物体将保持静止状态。
2.共点力的合力为零时物体保持匀速直线运动。
当一个物体受到多个力的作用,且这些力的合力为零时,物体将保持匀速直线运动状态。
3.共点力的平衡条件。
对于共点力的平衡,以下两个条件必须同时满足:a.所有作用在物体上的力的合力为零,即ΣF=0。
b.所有作用在物体上的力的合力矩为零,即Στ=0。
4. 典例1:两个力共点平衡问题。
一个质量为2kg的物体在水平桌面上,受到一位人拉力为20N的作用和摩擦力15N的作用,求桌面对物体的支持力大小和方向。
解答:根据共点力的平衡条件,ΣF=0,可以得到:支持力-20N-15N=0。
解方程可得支持力为35N。
由于物体在水平桌面上静止,支持力的方向垂直于桌面向上。
5. 典例2:三个力共点平衡问题。
一个质量为5kg的物体静止在斜面上,斜面的倾角为30°,受到向上的支持力10N和重力作用,求斜面对物体的摩擦力大小和方向。
解答:根据共点力的平衡条件,ΣF = 0,可以得到:摩擦力 + 10N - 5kg * 9.8m/s² * sin30° = 0。
解方程可得摩擦力为24.5N。
由于物体静止在斜面上,摩擦力的方向与斜面平行向上。
6. 典例3:多个力共点平衡问题。
一个质量为10kg的物体静止在无摩擦的水平地面上,受到斜向上拉力30N、斜向下拉力40N和重力作用,求地面对物体的摩擦力大小和方向。
解答:根据共点力的平衡条件,ΣF = 0,可以得到:摩擦力 -30cosθ + 40cosθ - 10kg * 9.8m/s² = 0。
[高中物理物体的平衡的知识点] 共点力作用下物体的平衡的知识点1、平衡状态:物体受到几个力的作用,仍保持静止状态,或匀速直线运动状态,或绕固定的转轴匀速转动状态,这时我们说物体处于平衡状态,简称平衡。
在力学中,平衡有两种情况,一种是在共点力作用下物体的平衡;另一种是在几个力矩作用下物体的平衡(既转动平衡)。
2、要区分平衡状态、平衡条件、平衡位置几个概念。
平衡状态指的是物体的运动状态,即静止匀速直线运动或匀速转动状态;而平衡条件是指要使物体保持平衡状态时作用在物体上的力和力矩要满足的条件。
至于平衡位置这个概念是指往复运动的物体,当该物体静止不动的位置或物回复力为零的位置。
它是研究物体振动规律时的重要概念,简谐振动的物体在平衡位置时其合力不一定零,所以也不一定是平衡状态。
例如单摆振动到平衡位置时后合力是指向圆心的。
3、共点力的平衡⑴共点力:物体同时受几个共面力的作用,如果这几个力都作用在物体的同一点,或这几个力的作用线都相交于同一点,这几个力就叫做共点力。
⑵共点力作用下物体的平衡条件是物体所受的合外力为零。
⑶三力平衡原理:物体在三个力作用下,处于平衡状态,如果三力不平行,它们的作用线必交于一点,例如图1所示,不均匀细杆AB长1米,用两根细绳悬挂起来,当AB在水平方向平衡时,二绳与AB夹角分别为30°和60°,求AB重心位置?根据三力平衡原理,杆受三力平衡,TA、TB、G必交于点O只要过O作AB垂线,它与AB交点C 就是AB杆的重心。
由三角函数关系可知重心C到A距离为0.25米。
⑷具体问题的处理①二力平衡问题,一个物体只受两个力而平衡,这两个力必然大小相等,方向相反,作用在一条直线上,这也就是平常所说的平衡力。
平衡力的这些特点就成为了解决力的平衡问题的基础,其他平衡问题最终要转化为这个基础问题。
②三力平衡问题:往往先把两个加合成,这个合力与第三个力就转化成了二力平衡问题,即三力平衡中任意两个力的合力与第三个力的大小相等,方各相反,作用在一条直线上。
共点力平衡问题归纳一 知识要点:1、平衡状态:静止或匀速直线运动,“缓慢”意味着每个过程可以看作平衡状态。
2、规律:0=合F 。
3、推论:①两个力处于平衡状态则这两个力等大反向。
②三个力处于平衡状态则其中任意两个力的合力与第三个力等大反向。
③N 个力处于平衡状态则其中任意一个力与剩余)(1-N 个力的合力等大反向。
4、解法:①力的合成法②力的正交分解法③正弦定理(拉米定理)法④相似三角形法⑤矢量三角形图解法二 三力静态平衡题型分类1、三个力中,有两个力互相垂直,第三个力角度(方向)已知。
方法:力的合成与分解。
【例题】如图所示,光滑半球形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P 点。
设滑块所受支持力为N F 。
OF 与水平方向的夹角为θ。
下列关系正确的是A .θtan mg F =B .θtan mg F =C . θtan mg F N =D .θtan mg F N =2、三个力互相不垂直,但夹角(方向)已知 方法:正交分解法或正弦定理【例题】如图所示,一个半球形的碗放在桌面上,碗口水平,O 点为其球心,碗的内表面及碗口是光滑的.一根细线跨在碗口上,线的两端分别系有质量为m 1和m 2的小球.当它们处于平衡状态时,质量为m 1的小球与O 点的连线与水平线的夹角为α=60°两小球的质量比为2m :1m 为( )A .33B .32C .23D .223、三个力互相不垂直,且夹角(方向)未知但存在几何边长的变化关系。
方法:相似三角形法【例题】如图所示,表面光滑为R 的半球固定在水平地面上,球心O 的正上方O ˊ处有一个无摩擦定滑轮,轻质细绳两端各系一个小球挂在定滑轮上,两小球平衡时,若滑轮两侧细绳的长度分别为R l 4.22=,R l 5.21=.则这两个小球的质量之比1m ∶2m 为(不计小球大小)A .24∶1B .25∶1C .24∶25D .25∶24三 三力动态平衡题型分类题型一 特点: 1、三个力中,有一个力为恒力(大小方向均不变)2、另一个力方向不变,大小可变,3、第三个力大小方向均可变,方法:矢量三角形法分析第三个力的方向变化引起的物体受力的动态变化情况。
高一物理重点知识归纳之共点力的平衡条件高一物理重点知识归纳之共点力的平衡条件一、共点力的平衡1、共点力力的作用点在物体上的同一点或力的延长线交于一点的几个力叫做共点力。
能简化成质点的物体受到的力可以视为共点力。
2、平衡状态物体处于静止或匀速直线运动状态称为物体处于平衡状态。
平衡状态的实质是加速度为零的状态。
3、共点力作用下物体的平衡条件物体所受合外力为零,即F=0。
若采用正交分解法求解平衡问题,则平衡条件应为。
二、共点力平衡条件的推论1、二力平衡:如果物体在两个共点力的.作用下处于平衡状态,这两个力必定大小相等,方向相反,为一对平衡力。
若物体所受的力在同一直线上,则在一个方向上各力的大小之和,与另一个方向各力大小之和相等。
2、三力平衡:三个不平行力的平衡问题,是静力学中最基本的问题之一,因为三个以上的平面汇交力,都可以通过等效方法,转化为三力平衡问题。
为此,必须首先掌握三力平衡的下述基本特征:(1)物体受三个共点力作用而平衡,任意两个力的合力跟第三个力等大反向(等值法)。
(2)物体受三个共点力作用而平衡,将某一个力分解到另外两个力的反方向上,得到的两个分力必定跟另外两个力等大反向(分解法)。
(3)物体受三个共点力作用而平衡,若三个力不平行,则三个力必共点,此即三力汇交原理(汇交共面性)。
(4)物体受三个共点力作用而平衡,三个力的矢量图必组成一个封闭的矢量三角形。
3、多力平衡:如果物体受多个力作用处于平衡状态,其中任何一个力与其余力的合力大小相等,方向相反。
点拨:在进行一些平衡类问题的定性分析时,采用共点力平衡的相关推论,可以使问题简化。
一、求解平衡问题的基本思路平衡类问题不仅仅涉及力学内容,在电磁学中常涉及带电粒子在电场、磁场或复合场中的平衡,通电导体棒在磁场中平衡,但分析平衡问题的基本思路是一样的:(1)明确平衡状态(加速度为零);(2)选对象:根据题目要求,巧选某平衡体(整体法和隔离法) 作为研究对象;(3)受力分析:对研究对象作受力分析,规范画出受力示意图;(4)选取合适的解题方法:灵活运用力的合成法、正交分解法、矢量三角形法及数学解析法;(5)列方程求解:根据平衡条件,列出合力为零的相应方程,然后求解,对结果进行必要的讨论。
共点力的平衡知识点:共点力的平衡一、共点力如果一个物体受到两个或更多个力的作用,这些力共同作用在同一点上,或者虽不作用在同一点上,但是它们的延长线交于一点,这样一组力叫作共点力.二、共点力平衡的条件1.平衡状态:物体受到几个力作用时,保持静止或匀速直线运动的状态.2.在共点力作用下物体平衡的条件是合力为0.即F合=0x合=0y合=0,其中F x合和F y合分别是将力进行正交分解后,物体在x轴和y轴上所受的合力.技巧点拨一、力的正交分解法1.力的正交分解法:把力沿着两个选定的相互垂直的方向分解的方法.2.两种典型情况的力的正交分解(如图甲、乙所示)(1)水平面上物体斜向上的拉力的分解x=F cosαy=F sinα(2)在斜面上物体重力的分解x=G sinαy=G cosα3.正交分解法求合力(1)建立直角坐标系:以共点力的作用点为坐标原点,直角坐标系x轴和y轴的选择应使尽量多的力在坐标轴上.(2)正交分解各力:将每一个不在坐标轴上的力分解到x轴和y轴上,并求出各分力的大小,如下图所示.(3)分别求出x轴、y轴上各分力的矢量和,即:F x=F1x+F2x+…,F y=F1y+F2y+…..(4)求共点力的合力:合力大小F=F x2+F y2,设合力的方向与x轴的夹角为α,则tanα=F yF x二、共点力及共点力的平衡条件1.对共点力的理解(1)共点力作用于物体的同一点(如图甲),或者力的延长线交于一点(如图乙).(2)说明:共点力的交点不一定在物体上,但在画物体的受力图时,一般把共点力的作用点平移到物体的重心.2.平衡状态(1)物体处于静止或匀速直线运动的状态.(2)对静止的理解:“静止”要满足两个条件:v=0,a=0,缺一不可.“保持”某状态与某“瞬时”状态有区别.例如,竖直上抛的物体运动到最高点时,这一瞬时速度为零,但这一状态不可能保持,因而上抛物体在最高点不能称为静止,即速度为零不等同于静止.3.共点力的平衡条件(1)共点力的平衡条件是合力为0.(2)表示为:F合=0;或将各力分解到x轴和y轴上,满足F x合=0,且F y合=0.①二力平衡:若物体在两个力作用下处于平衡状态,则这两个力一定等大、反向.②三力平衡:若物体在三个共点力作用下处于平衡状态,则其中任意两个力的合力与第三个力等大、反向.③多力平衡:若物体在n个共点力作用下处于平衡状态,则其中任意(n-1)个力的合力与第n个力等大、反向.④如果物体所受合力为零,那么物体在任一方向上所受的合力都为零.三、共点力平衡条件的应用求解共点力平衡问题的一般步骤(1)根据问题的要求,恰当地选取研究对象.(2)对研究对象进行受力分析,画出受力分析图.(3)通过平衡条件,找出各个力之间的关系,或由平衡条件列方程,即F x合=0,F y合=0.(4)联立方程求解,必要时对解进行讨论.四、物体在三个力或多个力作用下的平衡问题的解法1.力的合成法——一般用于受力个数为三个时(1)确定要合成的两个力;(2)根据平行四边形定则作出这两个力的合力;(3)根据平衡条件确定两个力的合力与第三力的关系(等大反向);(4)根据三角函数或勾股定理解三角形.2.正交分解法——一般用于受力个数为三个或三个以上时(1)建立直角坐标系;(2)正交分解各力;(3)沿坐标轴方向根据平衡条件列式求解.五、利用正交分解法分析多力平衡问题1.将各个力分解到x轴和y轴上,根据共点力平衡的条件列式(F x=0,F y=0)求解.2.x、y轴的选择原则:使尽可能多的力落在x、y轴上,需要分解的力尽可能少,被分解的力尽可能是已知力.3.此方法多用于三个或三个以上共点力作用下的物体平衡,三个以上共点力平衡一般要采用正交分解法.例题精练1.(桃城区校级模拟)三角形具有稳定性,生活中随处可见利用三角形支架固定的物体。
共点力平衡知识点
共点力平衡是静力学中的一个重要概念,主要涉及到以下几个知识点:
1、弹性力的概念。
弹性力是指物体之间由于形变而作用的力。
弹性力是一个矢量,它的方向与形变物体恢复形状的方向相反,大小与形变量成正比。
2、牛顿第三定律。
牛顿第三定律指出,任何两个物体之间的作用力与所受力的大小相等、方向相反。
在共点力平衡中,物体受到的作用力与施加给它的反作用力相等,方向相反。
3、平衡条件。
一个物体处于平衡状态时,必须满足合力为零、合力矩为零的条件。
合力为零表示物体受到的所有力的矢量和为零;合力矩为零表示物体受到的所有力矩的和为零。
4、力的分解。
将一个力分解为两个力可以方便地计算合力和合力矩。
常用的分解方法有平行四边形法则、三角法则等。
5、力的合成。
多个共点力的合成可以通过将它们的矢量和相加得到。
求合力的方法包括平行四边形法则、三角法则等。
6、条件判断。
判断一个物体是否处于平衡状态,需要考虑与物体相连的其他物体对其施加的力,以及外部环境对其施加的力。
7、条件方程。
通过平衡条件、弹性力的定义以及牛顿第三定律,可以列出一系列的条件方程来求解共点力平衡问题。
解方程的过程需要考虑方程的联立和求解。
物理必修一共点力平衡知识点
在物理必修一中,有以下关于力平衡的知识点:
1. 力的平衡定律:受力平衡时,物体所受所有力的合力为零。
这意味着物体将保持静止或匀速直线运动。
2. 力的合成与分解:任意多个力可以合成为一个等效的力,也可以将一个力分解为若干个分力。
这种技术可以用来分析对象受到的多个力。
3. 物体平衡条件:平衡物体受到的合力为零,并且力的力臂对称。
力的力臂等于力的方向垂直于力臂与力的作用线的距离。
4. 物体受力平衡的判断:通过对物体所受力的平行和垂直分量之和进行分析,可以判断物体是否处于受力平衡。
5. 杠杆原理:杠杆的原理表明,在平衡条件下,左侧受到的力和右侧的力与其力臂之积相等。
6. 平衡力的应用:通过平衡力的应用,可以解决各种问题,如质量的测量、平衡条件的判断等。
7. 平衡力的示意图:力学中常使用示意图来表示物体受力平衡的情况,这有助于更好地理解和解决问题。
这些是物理必修一中关于力平衡的重要知识点。
理解这些知识点将有助于学生对物体受力平衡的原理和应用有更深入的理解。
共点力平衡问题是实际生活中最常见的问题之一,也是高一物理学习的内容,下面是给大家带来的,希望对你有帮助。
高一物理共点力平衡知识点1共点力的平衡条件在共点力作用下物体的平衡条件是合力为零,即或、。
2解题方法当物体在两个共点力作用下平衡时,这两个力一定等值反向;当物体在三个共点力作用下平衡时,往往采用平行四边形定则或三角形定则;当物体在四个或四个以上共点力作用下平衡时,往往采用正交分解法。
3解共点力平衡问题的一般步骤1选取研究对象。
2对所选研究对象进行受力分析,并画出受力图。
3对研究对象所受力进行处理一般情况下需要建立合适的直角坐标系,用正交分解法处理。
4建立平衡方程,若各力作用在同一直线上,可直接用的代数式冽方程,若几个力不在同一直线上,可用与联立列出方程组。
5解方程,必要时对结果进行讨论。
高一物理学习方法多理解多理解,就是紧紧抓住预习、听课和复习,对所学知识进行多层次、多角度地理解。
预习可分为粗读和精读。
先粗略看一下所要学的内容,对重要的部分以小标题的方式加以圈注。
接着便仔细阅读圈注部分,进行深入理解,即精读。
上课时可有目的地听老师讲解难点,解答疑问。
这样便对知识理解得较全面、透彻。
课后进行复习,除了对公式定理进行理解记忆,还要深入理解老师的讲课思路,理解解题的“中心思路”,即抓住例题的知识点对症下药,应用什么定理的公式,使其条理化、程序化。
多练习多练习,既指巩固知识的练习,也指心理素质的“练习”。
巩固知识的练习不光是指要认真完成课内习题,还要完成一定量的课外练习。
但单纯的“题海战术”是不可取的,应该有选择地做一些有代表性的题型。
基础好的同学还应该做一些综合题和应用题。
另外,平日应注意调整自己的心态,培养沉着、自信的心理素质。
多总结多总结,首先要对课堂知识进行详细分类和整理,特别是定理,要深入理解它的内涵、外延、推导、应用范围等,总结出各种知识点之间的联系,在头脑中形成知识网络。
其次要对多种题型的解答方法进行分析和概括。
物理必修一力的平衡知识点物理必修一力的平衡知识点1、物体的平衡:物体的平衡有两种情况:一是质点静止或做匀速直线运动;二是物体不转动或匀速转动(此时的物体不能看作质点).2、共点力作用下物体的平衡:①平衡状态:静止或匀速直线运动状态,物体的加速度为零.②平衡条件:合力为零,亦即F合=0或∑Fx=0,∑Fy=0a、二力平衡:这两个共点力必然大小相等,方向相反,作用在同一条直线上。
b、三力平衡:这三个共点力必然在同一平面内,且其中任何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,即任何两个力的合力必与第三个力平衡c、若物体在三个以上的共点力作用下处于平衡状态,通常可采用正交分解,必有:F合x=F1x+F2x+………+Fnx=0F合y=F1y+F2y+………+Fny=0(按接触面分解或按运动方向分解)③平衡条件的推论:(ⅰ)当物体处于平衡状态时,它所受的某一个力与所受的其它力的合力等值反向.(ⅱ)当三个共点力作用在物体(质点)上处于平衡时,三个力的矢量组成一封闭的三角形按同一环绕方向.3、平衡物体的临界问题:当某种物理现象(或物理状态)变为另一种物理现象(或另一物理状态)时的转折状态叫临界状态。
可理解成“恰好出现〞或“恰好不出现〞。
临界问题的分析方法:极限分析法:通过恰当地选取某个物理量推向极端(“极大〞、“极小〞、“极左〞、“极右〞)从而把比较隐蔽的临界现象(“各种可能性〞)暴露出来,便于解答。
易错现象:(1)不能灵活应用整体法和隔离法;(2)不注意动态平衡中边界条件的约束;(3)不能正确制定临界条件。
学好物理有哪些窍门独立做题。
要独立地(指不依赖他人),保质保量地做一些题。
题目要有一定的数量,不能太少,更要有一定的质量,就是说要有一定的难度。
任何人学习数理化不经过这一关是学不好的。
独立解题,可能有时慢一些,有时要走弯路,有时甚至解不出来,但这些都是正常的,是任何一个初学者走向成功的必由之路。
高一物理《共点力的平衡条件》知识点总结粤教版高一物理《《共点力的平衡条件》》知识点总结粤教版一、共点力的平衡、共点力力的作用点在物体上的同一点或力的延长线交于一点的几个力叫做共点力。
能简化成质点的物体受到的力可以视为共点力。
2、平衡状态物体处于静止或匀速直线运动状态称为物体处于平衡状态。
平衡状态的实质是加速度为零的状态。
3、共点力作用下物体的平衡条件物体所受合外力为零,即ΣF=0。
若采用正交分解法求解平衡问题,则平衡条件应为。
二、共点力平衡条件的推论、二力平衡:如果物体在两个共点力的作用下处于平衡状态,这两个力必定大小相等,方向相反,为一对平衡力。
若物体所受的力在同一直线上,则在一个方向上各力的大小之和,与另一个方向各力大小之和相等。
2、三力平衡:三个不平行力的平衡问题,是静力学中最基本的问题之一,因为三个以上的平面汇交力,都可以通过等效方法,转化为三力平衡问题。
为此,必须首先掌握三力平衡的下述基本特征:物体受三个共点力作用而平衡,任意两个力的合力跟第三个力等大反向。
物体受三个共点力作用而平衡,将某一个力分解到另外两个力的反方向上,得到的两个分力必定跟另外两个力等大反向。
物体受三个共点力作用而平衡,若三个力不平行,则三个力必共点,此即三力汇交原理。
物体受三个共点力作用而平衡,三个力的矢量图必组成一个封闭的矢量三角形。
3、多力平衡:如果物体受多个力作用处于平衡状态,其中任何一个力与其余力的合力大小相等,方向相反。
点拨:在进行一些平衡类问题的定性分析时,采用共点力平衡的相关推论,可以使问题简化。
一、求解平衡问题的基本思路平衡类问题不仅仅涉及力学内容,在电磁学中常涉及带电粒子在电场、磁场或复合场中的平衡,通电导体棒在磁场中平衡,但分析平衡问题的基本思路是一样的:明确平衡状态;选对象:根据题目要求,巧选某平衡体作为研究对象;受力分析:对研究对象作受力分析,规范画出受力示意图;选取合适的解题方法:灵活运用力的合成法、正交分解法、矢量三角形法及数学解析法;列方程求解:根据平衡条件,列出合力为零的相应方程,然后求解,对结果进行必要的讨论。
高一物理共点力平衡(总11页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--进行合成或分解时只要求会用直角三角形讨论计算,因此,对物体受力进行正交分解,利用正交分解法求解的平衡问题较为常见.在建立正交坐标系时,其基本原则是使尽可能多的力在坐标轴上,这样分解的力个数少,求解时方便.d .利用平衡条件建立方程利用合成法分析问题时,其平衡方程为:F 合=0利用分解法特别是正交分解法分析平衡问题时,其平衡方程为:F x =0 F y =0e .数学方法求解建立平衡方程后,利用数学方法即可得到结果.在平衡问题中,常用的数学方法有:代数法、三角函数法、相似三角形法、极值问题等,通过对学生选择数学方法解题过程的考查,可以鉴别其运用数学工具处理物理问题。
热身练习:1.若两个共点力F 1、F 2的合力为F ,则有( ).(A)合力F 一定大于任何一个分力(B)合力F 的大小可能等于F 1,也可能等于F 2 (C)合力F 有可能小于任何一个分力(D)合力F 的大小随F 1、F 2间夹角的增大而减小2.某物体在三个共点力的作用下处于静止状态.若把其中一个力F 1的方向沿顺时针方向转过90°,而保持其大小不变,其余两个力保持不变,则此时物体所受的合力大小为( ).【】 (A)F 1 (B)1F 2 (C)2F 1 (D)03.如图所示,一个半径为r 、重为G 的圆球,被长为r 的细绳挂在竖直的光滑的墙壁上,绳与墙所成的角度为30°,则绳子的拉力T 和墙壁的弹力N 分别是 ( ).【3】(A)T=G ,2GN = (B)T=2G ,N=G(C)G 23N ,G 3T ==(D)G 33N ,G 332T == 4.某压榨机的结构如图所示,其中B 为固定绞链,C 为质量可忽略不计的滑块,通过滑轮可沿光滑壁移动,D 为被压榨的物体.当在铰链A 处作用一垂直于壁的压力F 时,物体D 所受的压力等于______.【3】5如图所示,两个完全相同的小球在挡板作用下静止在倾角为θ的光滑斜面上(甲挡板竖直、乙挡板与斜面垂直),求(甲)、(乙)两种情况下小球对斜面的压力之比。
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专题四.共点力作用下物体的平衡一、共点力作用下物体的平衡◎知识梳理1.共点力的判别:同时作用在同一物体上的各个力的作用线交于一点就是共点力。
这里要注意的是“同时作用”和“同一物体”两个条件,而“力的作用线交于一点”和“同一作用点”含义不同。
当物体可视为质点时,作用在该物体上的外力均可视为共点力:力的作用线的交点既可以在物体内部,也可以在物体外部。
,2.平衡状态:对质点是指静止状态或匀速直线运动状态,对转动的物体是指静止状态或匀速转动状态。
(1)二力平衡时,两个力必等大、反向、共线;(2)三力平衡时,若是非平行力,则三力作用线必交于一点,三力的矢量图必为一闭合三角形;(3)多个力共同作用处于平衡状态时,这些力在任一方向上的合力必为零;(4)多个力作用平衡时,其中任一力必与其它力的合力是平衡力;(5)若物体有加速度,则在垂直加速度的方向上的合力为零。
3.平衡力与作用力、反作用力对作用力反作用力都是大小相等、方向相反,作用在一条直线上的两个力。
【注意】①一个力可以没有平衡力,但一个力必有其反作用力。
②作用力和反作用力同时产生、同时消失;对于一对平衡力,其中一个力存在与否并不一定影响另一个力的存在。
4.正交分解法解平衡问题正交分解法是解共点力平衡问题的基本方法,其优点是不受物体所受外力多少的限制。
解题依据是根据平衡条件,将各力分解到相互垂直的两个方向上.正交分解方向的确定:原则上可随意选取互相垂直的两个方向;但是,为解题方便通常的做法是:①使所选取的方向上有较多的力;②选取运动方向和与其相垂直的方向为正交分解的两个方向。
在直线运动中,运动方向上可以根据牛顿运动定律列方程,与其相垂直的方向上受力平衡,可根据平衡条件列方程。
③使未知的力特别是不需要的未知力落在所选取的方向上,从而可以方便快捷地求解。
解题步骤为:选取研究对象一受力分析一建立直角坐标系一找角、分解力一列方程一求解。
5.解平衡问题的基本步骤:⑴选择恰当的研究对象,对研究对象进行受力分析。
第三章相互作用-力3.5 共点力的平衡一:知识精讲归纳考点一、共点力平衡的条件及三力平衡问题1.平衡状态:物体处于静止或匀速直线运动的状态.2.平衡条件:合外力等于0,即F合=0.3.推论(1)二力平衡:若物体在两个力作用下处于平衡状态,则这两个力一定等大、反向.(2)三力平衡:若物体在三个共点力作用下处于平衡状态,则任意两个力的合力与第三个力等大、反向.(3)多力平衡:若物体在n个共点力作用下处于平衡状态,则其中任意n-1个力的合力必定与第n个力等大、反向. 二:技巧归纳1.静态平衡问题的解题“四步骤”2.动态平衡问题的分析方法1.动态平衡:是指平衡问题中的一部分力是变力,是动态力,力的大小和方向均要发生变化,所以叫动态平衡。
2.基本思路:化“动”为“静”,“静”中求“动”。
3.“两种”典型方法4:处理平衡问题的常用方法方法内容合成法物体受三个共点力的作用而平衡,则任意两个力的合力一定与第三个力大小相等,方向相反正交分解法物体受到三个或三个以上力的作用时,将物体所受的力分解为相互垂直的两组,每组力都满足平衡条件矢量三角形法对受三力作用而平衡的物体,将力的矢量图平移使三力组成一个首尾依次相接的矢量三角形,根据正弦定理、余弦定理或相似三角形等数学知识求解未知力二:考点题型归纳题型一:受力分析1.(2021·全国高一专题练习)静止的车厢顶部用细线竖直悬挂一小球,如图所示,小球下方与一光滑斜面接触。
关于小球的受力,下列说法正确的是()A.受重力和细线对它的拉力B.受重力、细线对它的拉力和斜面对它的支持力C.受重力和斜面对它的支持力D.受细线对它的拉力和斜面对它的支持力2.(2020·山西晋中市·榆次一中高一月考)如图所示,A物体沿竖直墙自由下滑,B、C、D物体均静止,各接触面均粗糙。
下列说法正确的是()A .A 物体受到三个力作用B .B 物体受到四个力作用C .C 物体受到三个力作用D .D 物体受到五个力作用3.(2021·浙江)下列“画阴影”的物体受力分析正确的是( )A .接触面光滑,球静止B .光滑斜面,球静止C .物体冲上粗糙斜面D .一起向右匀速运动题型二:直接三力合成解决平衡问题4.(2021·浙江高一月考)如图所示,质量为m 的物体悬挂在轻质支架上,斜梁OB 与竖直方向的夹角为θ。
物理必修一共点力平衡知识点
物理必修一共点力平衡知识点
在平日的学习中,大家最熟悉的就是知识点吧?知识点也可以理解为考试时会涉及到的知识,也就是大纲的分支。
哪些才是我们真正需要的知识点呢?下面是店铺收集整理的物理必修一共点力平衡知识点,供大家参考借鉴,希望可以帮助到有需要的朋友。
1.物体保持静止或者保持匀速直线运动的状态叫平衡状态。
2.物体如果受到共点力的作用且处于平衡状态,就叫做共点力的平衡。
3.二力平衡是指物体在两个共点力的作用下处于平衡状态,其平衡条件是这两个离的大小相等、方向相反。
多力亦是如此。
4.正交分解法:把一个矢量分解在两个相互垂直的坐标轴上,利于处理多个不在同一直线上的矢量(力)作用分解。
作用力与反作用力
探究作用力与反作用力的关系
1.一个物体对另一个物体有作用力时,同时也受到另一物体对它的作用力,这种相互作用力称为作用力和反作用力。
2.力的性质:物质性(必有施/手力物体),相互性(力的作用是相互的)
3.平衡力与相互作用力:
同:等大,反向,共线
异:相互作用力具有同时性(产生、变化、小时),异体性(作用效果不同,不可抵消),二力同性质。
平衡力不具备同时性,可相互抵消,二力性质可不同。
牛顿第三定律
1.牛顿第三定律:两个物体之间的作用力与反作用力总是大小相等、方向相反。
2.牛顿第三定律适用于任何两个相互作用的物体,与物体的质量、运动状态无关。
二力的产生和消失同时,无先后之分。
二力分别作用
在两个物体上,各自分别产生作用效果。
声现象
1.声音的发生:由物体的振动而产生。
振动停止,发声也停止。
2.声音的传播:声音靠介质传播。
真空不能传声。
通常我们听到的声音是靠空气传来的。
3.声速:在空气中传播速度是:340米/秒。
声音在固体传播比液体快,而在液体传播又比空气体快。
4.利用回声可测距离:S=1/2vt
5.乐音的三个特征:音调、响度、音色。
(1)音调:是指声音的高低,它与发声体的频率有关系。
(2)响度:是指声音的大小,跟发声体的振幅、声源与听者的距离有关系。
6.减弱噪声的途径:(1)在声源处减弱;(2)在传播过程中减弱;(3)在人耳处减弱。
7.可听声:频率在20Hz~20000Hz之间的声波:超声波:频率高于20000Hz的声波;次声波:频率低于20Hz的声波。
8.超声波特点:方向性好、穿透能力强、声能较集中。
具体应用有:声呐、B超、超声波速度测定器、超声波清洗器、超声波焊接器等。
9.次声波的特点:可以传播很远,很容易绕过障碍物,而且无孔不入。
一定强度的次声波对人体会造成危害,甚至毁坏机械建筑等。
它主要产生于自然界中的火山爆发、海啸地震等,另外人类制造的火箭发射、飞机飞行、火车汽车的奔驰、核爆炸等也能产生次声波。
共点力平衡教案
一、概述
本节课为1课时,45分钟。
《共点力作用下物体的平衡》是人教版新课标教材高中物理必修Ⅰ(第一册)第四章《牛顿运动定律》中的第七小节《用牛顿定律解决问题(二)》下的内容。
是学完了牛顿第二定律和牛顿第三定律后对牛顿运动定律的应用。
本内容的重点是共点力的平衡条件:F合=0,学生动手试验,总结得出结论;难点是物体的受力分析,通过课堂实例分析来形成分析
方法;学生比较容易产生疑惑的地方是物体受力在什么情况下可以认为是共点力,通过实例分析来归纳条件。
二、学习目标分析
1.知识与技能
(1)能够理解共点力的概念,分别举例说明共点力和非共点力的情形;
(2)能够解释平衡状态的涵义,并能够判断一个物体所处的状态是否平衡;
(3)知道共点力作用下物体的平衡条件,能够写出平衡条件的公式;
(4)可以共点力作用下物体的平衡条件解决具体的生活实际问题;
(4)对物体进行分析的能力和用平衡条件解决实际问题的能力;
(5)运用现代技术设备收集资料、解决实际问题的能力。
2.过程与方法
(1)能够设计实验探究并验证共点力下物体的平衡条件;
(2)能够通过实验和练习归纳出应用力的平衡条件解决实际问题的基本步骤和基本方法;
(3)能够从物理现象和实验中归纳出简单的科学规律;
(4)体验科学理论得出的过程与方法;
(5)掌握由特殊到一般、一般到特殊的逻辑推理思维方式;
(6)在小组合作探究中能够清楚地表述自己的观点,初步具有评估和听取反馈意见的意识,有初步的信息交流能力;
3.情感态度与价值观
(1)认识到一些不平衡状态会给人类生活带来极大的灾难;
(2)意识到物理规律在现实生活中的重要作用,增强对物理学习的兴趣;
(3)在探究合作过程中,增强探究意识与合作意识,增强与人交流的意识;
(4)在用实验得出结论的过程中,逐步树立严谨科学的实验态度和正确的认识观;
(5)通过平衡条件的实践应用,体验战胜困难、解决物理问题时的喜悦。
三、学习者特征分析
本节课的学习者特征分析主要是根据教师平时对学生的了解而做出的:
学生是广西柳州铁路一中的高一学生
学生为高一的孩子,好奇心强,具有较强的探究欲望
学生有过较多的小组合作经验
学生已经学过牛顿第二定律和牛顿第三定律
学生能够进行牛顿运动定律的简单应用
学生在平常的学习和生活中已经接触到过一些零碎的关于共点力作用下物体平衡的例子
四、教学策略的选择与设计
探究引导策略:探讨式学习;教师启发引导
自主合作探究式学习策略:建立小组讨论、交流、合作的课堂氛围
情景创设策略:运用生活中与教学内容相关的情景,设计问题,设计物理实验,组织教学内容,提出有启发性的引申问题,激发学生的学习兴趣,积极地参与到实验验证、实验猜想、探究规律的学习当中。
五、资源
人教版新课标教材高中物理必修Ⅰ(第一册)
相关实验器材,如弹簧秤若干、细线若干
专门为本课设计的多媒体课件
多媒体教室。
六、教学过程
1.课题引入
(1)播放视频,引起兴趣
塔吊、走钢丝等在生活中遇到的平衡问题及其应用;引起学生对平衡问题的兴趣。
(2)教师演示实验,引起思考
平衡状态是一种常见的物体运动状态;实验演示一些特殊的平衡态:偏心轮在斜面静止、铅笔竖立在指尖等现象。
(3)认识本节课的重要性
播放一些不平衡状态给人们带来的损害:重庆綦江虹桥坍塌、柳州四桥人行道坍塌等事故。
由此指出学习好本节内容的重要性。
2.新课教学(要点)
(1)共点力概念形成
a.(投影播放,引发思考)道路上匀速行驶的汽车、墙上挂着的物体、天花板上吊的广告牌等受到哪些力作用,有什么特点?
b.(学生讨论、教师引导,形成概念)如果几个力都作用在物体的同一点,或者作用线相交于一点,这几个力叫做共点力。
实际问题中如果可以不考虑物体形状和大小而把物体当成一个质点时,作用在该物体上的几个力都可以被看作是共点力。
c.(概念强化,正反例变式)非共点力的几种情况:(投影)称物的杆秤、悬挂的日光灯。
(2)平衡状态的理解
a.引导学生学平衡状态的概念:物体保持静止不动或匀速运动的状态。
b.请学生举例。
(3)共点力作用下物体的平衡条件探究(学生动手实验、总结)
物体仅受到两个力的情况:学生两人一组实验;学生总结二力平衡的特点。
(实验,教师提问。
)
物体受到三个力的情况:学生三人一组实验,分别验证不同夹角的'情况,学生总结三力平衡的特点。
(实物投影学生在刻度盘上做的三力图,任意两个力的合力与第三力等大反向。
)
物体受到四个力的情况:学生四人一组实验,分别验证不同夹角的情况;学生总结四力平衡的特点。
(实物投影学生在刻度盘上做的四力图,任意两力的合力与其他两力的合力等大反向。
)
d.理论分析:
引导学生探讨原因、总结规律。
由牛顿第二定律a=F合/m可知,当F合=0时,a=0,物体保持静止或者匀速直线运动状态,因此共点力作用下物体的平衡条件是其所受合力为零。
即F合=0。
(4)共点力平衡条件的应用(投影演示)
例题1:见课本例题1。
(学生先进行思考,然后演示课件、讨论。
)
这是一个典型的三力平衡问题,通过对象选取、受力分析以及利用直角三角形的边角关系求解,使学生掌握力的平衡问题的研究的基本方法。
用课件动态演示拉力与支持力随角度的变化关系,并从三角函数关系推证。
例题2:见课本例题2。
(学生先进行思考,然后演示课件、讨论,教师总结。
)
本题的物体A受到四个力的作用,如果利用平行四边形定则求解,显然麻烦,而采用正交分解方法,使不在一条直线上的力,变成同一直线上的力,再利用平衡条件求解,就显得方便。
因此力的平衡条件可以写出F合=0或Fx合=0,Fy合=0。
3. 课堂小结(投影)
教师提问:刚刚我们进行了共点力平衡条件的应用实践,谁能归纳一下应用力的平衡条件解题的基本步骤和基本方法?
学生回答,教师引导。
最后教师做归纳是:1.究对象;2.体受力;3.力的合成或分解图;4.根据平衡条件列方程求解。
解题的基本方法是:三力问题可以通过力的合成的边角关系求解,多力问题可以采用正交分解法求解。
七、总结与评价
在课堂中教师对学生的学习、探究、讨论等给予及时的评价、引导和总结;本课结束时,教师引导学生进行本次课综合性总结;课后,通过测试题和作业来评价反馈。