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共点力作用下的物体的平衡. Fx=0. Fy=0. 一.共点力作用下物体的平衡 1.共点力:力的作用线通过物体的同一点。 2.平衡状态:物体处于静止或匀速直线运动的状态。 3.共点力作用下物体的平衡条件: F 合=0 或. F 4. F 2. F. F 1. F 5. F 3. 图1. 图2. 图3. 二:看如下实验:. 分析以上三图,得出推论。. 推论: 1. 如果一个物体只受到两个共点力的作用而处于平衡状态,那么这两个力等大,反向,共线。即初中学过的二力平衡。
E N D
Fx=0 Fy=0 一.共点力作用下物体的平衡 1.共点力:力的作用线通过物体的同一点。 2.平衡状态:物体处于静止或匀速直线运动的状态。 3.共点力作用下物体的平衡条件:F合=0 或
F4 F2 F F1 F5 F3 图1 图2 图3 二:看如下实验: 分析以上三图,得出推论。
推论: 1. 如果一个物体只受到两个共点力的作用而处于平衡状态,那么这两个力等大,反向,共线。即初中学过的二力平衡。 2. 如果一个物体只受到三个共点力的作用而处于平衡状态,那么其中任意两个力的合力一定与第三个力等大,反向,共线。 3. 如果一个物体只受到多个共点力的作用而处于平衡状态,那么其中一个力与其他所有的力的合力等大,反向,共线。
小结: 在相互平衡的几个共点力中,其中任何一个力一定与其他几个力的合力大小相等,方向相反,作用在同一直线上,即共点力的平衡都由多个力的合成转换到二力平衡。
A θ B O FOA FOB G 三. 共点力平衡的求解. 例:一物重量为80N,θ=30º,求轻绳AO和BO所受的拉力多大? 解析:以结点O受力分析 思考,可以用什么方法求解?
y G FOA FOA CosA FOB θ FOB x G G 正交分解: 物体受力如右上图,取水平方向为x轴,竖直方向为y轴,将FOA分别沿x轴,y轴方向进行分解,如右下图所示,由平衡条件可知,在x轴y轴方向上的合力分别等于零,即: x: Fx=FOB - FOASin θ=0 y: Fy=FOACos θ – G=0 解得:FOA= FOB= G tg θ
Fx=0 Fy=0 一:求解步骤: 1.确定研究对象 2.对物体进行受力分析,画出受力分析示意图 3.选用方法 (正交分解或者其他办法) 4.建立方程 或者其它相关式 5.求解并讨论
A O FOA= θ G G B CosA CosA A FOA= θ O 二.求解方法 1) 正交分解法(如上面例题) 2)平行四边形法: FOB= G tg θ 3)三角形法: FOB= G tg θ
FBC G B B FAB FBC A G A FAB = = lAB lAC lBC C C 4)相似法: 例:如图,物体重量为20N,AB=0.6m,AC=0.5m,CB=0.9m,求AB杆BC杆的受力。 根据相似三角形,可 得:
θ F F2 F1 θ G 四. 应用 1.求绳子张力。(墙光滑) 解法一:合成法 F1=Ftan θ=mgtan θ F2=F/cos θ=mg/cos θ
F2 θ F1 G F1= F1 ' =mgtan θ F2= F2' =mg/cos θ 解法二:分解法 F1' θ F2'
A F2 θ B F1 o F G 解法三:相似三角形法 如图,三角形OFG和三角形AOB相似,所以 F/G=AO/AB=1/cos θ F2=G/cos θ=mg/cos θ F1/G=OB/AB=tan θ F1=Gtan θ=mgtan θ
y θ F2 θ x F1 G 解法四:正交分解 Fx合=F1-F2sin θ=0 Fy合=F2cos θ-G=0 得 F2=G/cos θ F1=F2cos θ=mgtan θ
2. O点不动,B缓慢上移, 求 FOA,FOB怎么变化? A B o 解析,不管B怎么移动, FOA,FOB的合力大小总是等于G,方向竖直向上。 由图象可以看出,FOA在逐渐减小, FOB是先减小,后增大。
图解法的步骤: 1)确定研究对象,对研究对象受力分析 2)根据平行四边形定则在同一个图上划 出矢量图 3)最后根据有向线段(表示力)的长短判断其变化
作业: 完成 目标测试 及 同步达标