力的平衡-备课资料一、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、F1和 F2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 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 ΣFx=0,ΣFy=0 列方程解答
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 F1、F),那么这个力在另一坐标轴上的分力就为零,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,F1和 F2的合力必定与 F 大小相等,方向相反,因此以-F 为对角线,以 F1、F2为邻边作平行四边形,就可以求出 F1、F2的大小
三个共点力平衡