2019-2020年高中物理力的平衡备课资料鲁科版必修1

2019-2020年高中物理力的平衡备课资料鲁科版必修1一、说明 在讲授本节知识内容时，要注意与前面所学知识的联系，并为后面的应用打下基础.为使学生加深对共点力作用下物体平衡条件的理解，教学时采

2019-2020年高中物理力的平衡备课资料鲁科版必修1 一、说明 在讲授本节知识内容时，要注意与前面所学知识的联系，并为后面的应用打下基础. 为使学生加深对共点力作用下物体平衡条件的理解，教学时采用以实验为主线的讲法. 二、对共点力的平衡的几点拓展 () 1共点力 由于在物理学中常把物体简化成为质点，不考虑物体的大小和物体的转动，因此对于作用于质点上的 几个力，必然交于一点，形成共点力. 有的实际问题中，几个力的交汇点不是在质点上，而是交于物体外的一点，也称为共点力.如图5-3-5中， 两根绳子吊着的电灯，三根绳子交于点O，绳子的拉力构成共点力，则O点为共点力的交汇点. 图5-3-5图5-3-6 如果三个力作用于一个物体上，这三个力的方向如果不平行，则必然交于一点.如图5-3-6所示,作用 于日光灯上的两根斜着的绳子的拉力与日光灯的重力必然交于一点，也构成共点力. () 2共点力平衡条件的应用 应用共点力的平衡条件解题时，可以用力的正交分解法，也可以用力的平行四边形定则.例如，图 () 5-3-7中支架B点受到三个力F、F和F的作用，处于平衡.用力的正交分解法解答时见图5-3-8，是以 12 B点为坐标原点，选取xOy坐标系，把各个力分解为x、y方向的分力，再根据ΣF=0，ΣF=0列方程解答. xy () 应当注意，如果力的方向与坐标轴的方向一致如图5-3-8中的F、F，那么这个力在另一坐标轴上的分 1 力就为零，因此不必分解.根据这个道理 我们可以适当地选取坐标轴的取向，以便于解题.例如对于受力作用处于静止的物体，尽量选取坐标 轴的方向与尽量多的作用力的方向重合，可以减少需要分解的力的个数.应用力的平行四边形定则解题时， 如图5-3-9所示，F和F的合力必定与F大小相等，方向相反，因此以－F为对角线,以F、F为邻边作 1212 平行四边形，就可以求出F、F的大小.三个共点力平衡时，其中任意两个力的合力必定与第三个力大小 12 () 相等、方向相反；n个共点力平衡时，其中任意的n-1个力的合力必定与另一个力大小相等、方向相反. 图5-3-7图5-3-8图5-3-9 三、素材选读 力学系统平衡的稳定性：处于平衡位置的某一力学系统，在受到外力系的微小扰动后，仍能继续处于 平衡位置的性质. () 平衡位置系统的稳定性：当一个力学系统或机械系统受外力系的作用而处于平衡时，受到外界的微 小扰动后，系统若趋向于回复到平衡位置，则平衡是稳定的；系统越来越远离平衡位置，则是不稳定的. ( 这就是力学系统的平衡稳定性问题.例如小球在竖直平面内的圆形轮圈内有两个平衡位置图5-3-10是小 ) 球在竖直面的轮圈内的平衡位置，即有两个力学平衡系统.最高点A处是小球的不稳定位置；最低点B处 () 是小球的稳定位置.圆锥体放在水平面上图5-3-11是三种平衡情况,有三种平衡情况：稳定平衡、不稳 () 定平衡和随遇平衡或中立平衡.中立平衡的系统在运动过程中重心既不升高也不降低.1644年E.托里拆 利已经发现:一个物体系统当其重心处于最低位置时，这个系统是稳定的.平衡的稳定性可以看成运动稳定 性的特例.