第四课时共点力作用下物体的平衡正交分解法
概念规律:概念规律:1.共点力:力的作用线相交于同一点的力2.物体在共点力作用下的平衡状态:保持静止(v0a0)或匀速直线运动(即v≠0a0)3.共点力作用下物体的平衡条件:F合0。4.正交分解法:将力沿两个互相垂直的方向进行分解的方法。用此法表示共点力的平衡条件为Fx0Fy05.几个推论:①当物体平衡时,物体所受的某个力必定与余下的其他力的合力平衡(等大反向)②三力汇交原理:物体在作用线共面的三个非平行力的作用下处于平衡状态时,这三个力的作用线必相交于同一点(即此三力必是共点力)。方法技巧:方法技巧:1.共点力作用下物体平衡问题的一般求解方法是正交分解法,物体受力的个数越多,越显示出其优越性。2.用正交分解法解题选择互相垂直的两方向时应以需要分解的力的个数最少为原则否则会增加解题麻烦。F2F13.拉密原理:如果物体在三个共点力作用下处于平衡状态,那么各力的大θ小分别与另外两力所夹角的正弦成正比。即有:F1
si
θ1F2si
θ
2
F3si
θ
θ
3
θ
F3例题:例题:【例1】下列说法错误的是:A.竖直上抛物体达最高点时,物体处于平衡状态B.做匀速圆周运动的物体,处于平衡状态C.单摆通过平衡位置时,摆球处于平衡状态D.弹簧振子通过极端位置时,振子处于平衡状态【例2】如图120所示,小球被轻质细绳系住吊放在光滑的斜面上,设小球质量m1kg,斜面倾角θ300,悬线与坚直方向夹角α300,斜面固定,求悬绳对小球拉力和斜面对小球的支持力的大小。
α
300图120
f【例3】质量为m的物体放在倾角为θ的斜面上,设θ450,物体与斜面间的动摩擦因数05,一力F1沿斜面向上作用于物体,和另一个沿水平方向作用于物体的力F2产生的效果相同,均使物体匀速上滑,如图121所示,F1:F2等于多少?θ
F1F2θ图121
【例4】如图122所示,木板AB的重力不计,A端用铰链与墙壁连接,木板与墙壁的夹角θ300,CB为水平绳。圆柱体重为G,D为CAB的中点,求木板A端所受的力。析与解:先以圆柱体为研究对象,它受到的力有重力G,板的弹力FN1、墙的弹力FN2,其受力图为右上图,由拉密定理有:F
FN1si
90
0
B
F600150
0
300DAFN1
图122
Gsi
150
0
解得FN12G再以AB板为研究对象,它受到A处铰链的作用力F、D处圆柱体‘的压力FN1、处水平绳的拉力FT三个力作用,B由三力交汇原理知,这三个力的作用线必交于同一点,从而得r