《平衡條件的應(yīng)用》力與平衡PPT
第一部分內(nèi)容:【學(xué)習(xí)素養(yǎng)•明目標(biāo)】
科學(xué)思維:1.通過(guò)實(shí)例鞏固處理靜態(tài)平衡的常用方法.2.通過(guò)解析法和圖解法,掌握如何分析動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題.3.掌握解決臨界問(wèn)題和極值問(wèn)題的方法.
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平衡條件的應(yīng)用PPT,第二部分內(nèi)容:合作探究攻重難
靜態(tài)平衡
1.靜態(tài)平衡的定義
靜態(tài)平衡是指物體在共點(diǎn)力的作用下保持靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)的平衡.
2.靜態(tài)平衡的理解
(1)運(yùn)動(dòng)學(xué)特征:處于靜態(tài)平衡的物體速度為零.
(2)平衡條件:處于靜態(tài)平衡的物體所受的合力為零.
(3)實(shí)例:日常生活中,三角形支架以其優(yōu)越的平衡穩(wěn)定性被廣泛采用.如:大型展覽館、體育館屋頂?shù)匿摷芙Y(jié)構(gòu),馬路邊的路燈支架,建筑工地的塔吊支架等靜態(tài)平衡裝置大多采用三角形結(jié)構(gòu).
【例1】沿光滑的墻壁用網(wǎng)兜把一個(gè)足球掛在A點(diǎn),如圖所示,足球的質(zhì)量為m,網(wǎng)兜的質(zhì)量不計(jì),足球與墻壁的接觸點(diǎn)為B,懸繩與墻壁的夾角為α,求懸繩對(duì)球的拉力和墻壁對(duì)球的支持力.
思路點(diǎn)撥:①球處于靜止?fàn)顟B(tài),所受合外力為零.
②選取球?yàn)檠芯繉?duì)象可采用合成法、分解法、正交分解法求解.
規(guī)律方法
解決靜態(tài)平衡問(wèn)題的方法及步驟
(1)處理平衡問(wèn)題,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)應(yīng)用平衡條件解題的步驟
①明確研究對(duì)象(物體、質(zhì)點(diǎn)或繩的結(jié)點(diǎn)等);
②對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析;
③建立合適的坐標(biāo)系,應(yīng)用共點(diǎn)力的平衡條件,選擇恰當(dāng)?shù)姆椒谐銎胶夥匠蹋?/p>
④求解方程,并討論結(jié)果.
動(dòng)態(tài)平衡
1.動(dòng)態(tài)平衡的定義
動(dòng)態(tài)平衡是指物體在共點(diǎn)力的作用下保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài),或者通過(guò)控制某些物理量,使物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)緩慢地發(fā)生變化,而這個(gè)過(guò)程中物體又始終處于一系列的平衡狀態(tài).
2.平衡條件
物體所受共點(diǎn)力的合力為零.
3.解題思路
把“動(dòng)”化為“靜”,從“靜”中求“動(dòng)”.
【例2】如圖所示,把球夾在豎直墻AC和木板BC之間,不計(jì)摩擦,球?qū)Φ膲毫镹1,球?qū)δ景宓膲毫镹2.在將木板BC逐漸放至水平的過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是( )
A.N1和N2都增大
B.N1和N2都減小
C.N1增大,N2減小
D.N1減小,N2增大
思路點(diǎn)撥:選取球?yàn)檠芯繉?duì)象⇨對(duì)球進(jìn)行受力分析,作出受力的矢量三角形⇨根據(jù)有向線段的長(zhǎng)度變化判斷力的變化
規(guī)律方法
動(dòng)態(tài)平衡及其分析方法
(1)物體的動(dòng)態(tài)平衡是指物體在運(yùn)動(dòng)中的平衡,通過(guò)控制某一物理量,使物體的狀態(tài)發(fā)生緩慢變化,在此過(guò)程中,物體始終處于一系列的動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài).
(2)動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題的兩種分析方法
①解析法:對(duì)研究對(duì)象的任一狀態(tài)進(jìn)行受力分析,建立平衡方程,求出因變量與自變量的一般函數(shù)式,然后根據(jù)自變量的變化確定因變量的變化.
②圖解法:對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析,再根據(jù)平行四邊形定則或三角形定則畫出不同狀態(tài)下的力的矢量圖(畫在同一個(gè)圖中),然后根據(jù)有向線段(表示力)的長(zhǎng)度變化判斷各個(gè)力的變化情況.
平衡問(wèn)題中的臨界和極值問(wèn)題
1.臨界問(wèn)題
臨界狀態(tài)是指某種物理現(xiàn)象(或物理狀態(tài))變?yōu)榱硪环N物理現(xiàn)象(或物理狀態(tài))的過(guò)程中的轉(zhuǎn)折狀態(tài).可理解為“恰好出現(xiàn)”某種物理現(xiàn)象,也可理解為“恰好不出現(xiàn)”某種物理現(xiàn)象,涉及臨界狀態(tài)的問(wèn)題稱為臨界問(wèn)題.
2.極值問(wèn)題
極值是指描述物體的物理量在變化過(guò)程中出現(xiàn)的最大值或最小值.涉及極值的問(wèn)題稱為極值問(wèn)題.
3.解決臨界問(wèn)題和極值問(wèn)題的方法
一種是物理分析法,通過(guò)對(duì)物理過(guò)程的分析,抓住臨界(或極值)條件進(jìn)行求解.例如,兩物體脫離的臨界條件是兩物體間的彈力為零.另一種是數(shù)學(xué)法,通過(guò)對(duì)問(wèn)題的分析,依據(jù)物理規(guī)律寫出物理量之間的函數(shù)關(guān)系(或作出函數(shù)圖像),用數(shù)學(xué)知識(shí)(例如求二次函數(shù)的極值、討論公式極值、三角函數(shù)極值等)求解.
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平衡條件的應(yīng)用PPT,第三部分內(nèi)容:當(dāng)堂達(dá)標(biāo)固雙基
1.一氫氣球下系一小重物G,重物只在重力和繩的拉力作用下做勻速直線運(yùn)動(dòng),不計(jì)空氣阻力和風(fēng)力影響,而重物運(yùn)動(dòng)的方向如各圖中箭頭所示,則下列圖中氣球和重物G在運(yùn)動(dòng)中所處的位置可能的是( )
A [重物G受到重力和繩的拉力的共同作用,由力的平衡可知,二力必定反向,所以懸線是豎直的.]
2.如圖所示,一只質(zhì)量為m的螞蟻在半徑為R的半球形碗內(nèi)爬行,在距碗底高R2的P點(diǎn)停下來(lái),若重力加速度為g,則它在P點(diǎn)受到的摩擦力大小為( )
A.12mg B.22mg
C.32mg D.mg
3.如圖所示,用OA、OB兩根輕繩將花盆懸于兩豎直墻之間,開始時(shí)OB繩水平.現(xiàn)保持O點(diǎn)位置不變,改變OB繩長(zhǎng)使繩右端由B點(diǎn)緩慢上移至B′點(diǎn),此時(shí)OB′與OA之間的夾角θ<90°.設(shè)此過(guò)程OA、OB繩的拉力分別為FOA、FOB,則下列說(shuō)法正確的是( )
A.FOA一直減小 B.FOA一直增大
C.FOB一直減小 D.FOB一直增大
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