江西省永丰中学高中物理 4.7用牛顿运动定律解决问题(二)课件 新人教版必修1.ppt

* 4.7 用牛顿运动定律 解决问题（二） 第四章 牛顿运动定律 （3）共点力作用下物体的平衡条件：F合=０或者 a=0 一、共点力平衡 （1）共点力： 一个物体受几个力的作用，这几个力的作用线相交于一点 （2）平衡状态： 一个物体在几个力的作用下保持静止或匀速直线运动状态。 第四章 牛顿运动定律 （4）平衡条件的四个推论： ①若物体在两个力同时作用下处于平衡状态，则这两个力大小相等、方向相反，且作用在同一直线上，其合力为零。 ②物体在三个共点力作用下处于平衡状态，任意 两个力的合力与第三个力等大、反向。 ③物体在n个非平行力同时作用下处于平衡状态时， n个力必定共面共点，合力为零，称为n个共点力的 平衡，其中任意(n-1)个力的合力必定与第n个力等大 、反向，作用在同一直线上。 ④当物体处于平衡状态时，沿任意方向物体的合力 均为零。 第四章 牛顿运动定律 ③ 正交分解法：将各力分别分解到x轴上和y轴上， 运用两坐标轴上的合力等于零的条件，Fx=0， Ｆy＝０，多用于三个以上共点力作用下物体的平衡 （5）利用平衡条件解决实际问题的方法 ②矢量三角形法：物体受同一平面内三个互不平行的力作用平衡时，这三个力的矢量箭头首尾相接，构成一个矢量三角形，这三个力的合力必为零，根据正弦定理 或相似三角形（对应边之比等于各边代表的力之比）可求得未知力。 ①力的合成、分解法：根据任意两个力的合力与 第三个力等大反向的关系。 提醒：各种方法有机的运用会使问题更易于解决！ 第四章 牛顿运动定律 θ A B O G 例题一：课本P88 解：以o点为研究对象，进行受力分析如图所示： 将F1进行分解在坐标轴上 在x轴上：F2-F1cosθ=0 （1） 在y轴上：F1sinθ-F3=0 （2） 由（1）（2）可得：F1=G/sinθ F2=G/tanθ F1 F2 F3=G X y F1sinθ F1sinθ 当θ很小时，F1、F2都接近0,则F1、F2都会很大。 因此要根据材料情况适当的选择θ。 第四章 牛顿运动定律 练习1：一物体置于粗糙的斜面上，给该物体施加一个平行于斜面的力，当此力为100 N且沿斜面向上时，物体恰能沿斜面向上匀速运动；当此力为20 N且沿斜面向下时，物体恰能在斜面上向下匀速运动。 求施加此力前，物体在斜面上受到的摩擦力为多大？ 解：沿斜面向上时受力分析如图： x轴：F1-mgsinα-f1=0 y轴：mgcosα-FN1=0 当不施加此力时,重力沿斜面向下的分力 mgsinα=40 Nf=60 N x轴：f2-F2-mgsinα=0， y轴：mgcosα-FN2=0 又f1=μFN1 又f2=μFN2 f1=f2=f 由上式可得：f1=f2=f=（F1+F2)/2 代入数据得：f=(100+20)/2 N=60 N 物体静止在斜面上，受到的摩擦力为40 N。 沿斜面向下时受力分析如图： 第四章 牛顿运动定律 二、动态平衡问题的分析方法 所谓动态平衡问题，就是通过控制某一物理量，使物 体的状态发生缓慢变化的平衡问题，即任一时刻处于 平衡状态。 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，求出应变量y与自变量x的一般函数式，然后根据自变量x的变化确定应变量y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，然后根据有向线段的长度变化判断各个力的变化情况。 注意：先明确哪些量是变化的，哪些量是不变的 第四章 牛顿运动定律 练习2：如图所示，一定质量的物块用两根轻绳悬在空中，其中绳ＯＡ固定不动，绳ＯＢ在竖直平面内由水平方向向上转动，则在绳ＯＢ由水平转至竖直的过程中，绳ＯＢ的张力的大小将( ) A.一直变大 B.一直变小 C.先变大后变小 D.先变小后变大 D 【解析】在绳ＯＢ转动的过程中物块始终处于静止状态，所受合力始终为零。如图为绳ＯＢ转动过程中结点的受力示意图，从图中可知，绳ＯＢ的张力先变小后变大。 第四章 牛顿运动定律 TA一直减小，ＴＢ先变小后增大。 练习3：如图所示，半圆形支架ＢＡＤ，两细绳ＯＡ和ＯＢ 结于圆心Ｏ，下悬重为Ｇ的物体，使ＯＡ绳 固定不动，将ＯＢ绳的Ｂ端沿半圆支架从水 平位置逐渐移至竖直的位置Ｃ过程中，分析 ＯＡ和ＯＢ绳所受的力大小如何变化？ 练习4：半圆柱体P放在粗糙的水平地面上，其右端有固定放置的竖直挡板MN，在P和MN之间放一个光滑的小圆柱体Q，整个装置处于静止。若用外力使MN保持竖直并且缓慢的向右移动，在Q落到地面以前发现P始终保持静止，则下列说法中正确的是（