《第三节-力的平衡》课件4VIP免费

第一讲力的平衡一．力的合成和分解：1．共点力：平行四边形法则；三角形法则；多边形法则；正交分解法。•例：•帆船在逆风的情况下仍能依靠风力破浪航行．设风向从S指向A，如图，位于A点处的帆船要想在静水中最后驶向目标S点，应如何操纵帆船?要说明对帆船的作用力是如何使船逆风前进达到目标的．如图，M是帆。F垂直于帆，F分解成F1和F2，F2被水的阻力抵消，F1使船前进。之字形前进。2．平行力的合成和分解（1）如图，同向平行力BAFFF（平动等效）BAFBOFAO（转动等效）(2)反向平行力（平动等效）BAFFF（转动等效）BOFAOFBA（2）求重心：（2M+m)gmM)2LR(MBC例：有一只质量为m的烧杯，重心离杯底的高度为h,杯底面积为s，问：倒进多少密度为ρ的水，杯和水的总重心最低？解1：同向平行力的合成，然后求极值。解2：分析，当杯和水的总重心在水面上时，重心最低。（加一点，减一点水重心都会升高）•例：•有一水果店，所用的秤是吊盘式杆秤，量程为10kg，现有一个较大的西瓜，超过此秤的量程．店员A找到另一秤砣，与原秤砣完全相同，把它与原秤砣结在一起作为秤砣进行称量，平衡时，双砣位于6.5kg刻度处，他将此读数乘以2得到13kg，作为此西瓜的质量．店员B对这种称量结果表示怀疑．为了检验，他取另一西瓜，用单秤砣正常称量得8kg，用双秤砣称量读数是3kg，乘以2后得6kg．这证明店员A的办法是不可靠的．试问：店员A卖给顾客的那个西瓜的实际质量是多大?解：秤重M,砣重m单砣：（想象杆是轻的）OCmAOM双砣：'2OCmOAM得OCOC21'8kg在正常称：88mOA8kg在双砣称：)32(28OCmOA大西瓜在双砣称：)5.62(2OCmOAmx即2,15OCkgmx二．摩擦力1．摩擦角：11tan)(tan,NfNf•例：•如图，小木块和水平地面之间的动摩擦因数为μ，用一个与水平方向成多大角度的力F拉着小木块做匀速直线运动最省力?解一：∑Fx＝0Fcosα＝Nμ∑Fy＝0N+Fsinα＝mg消去N：Fcosα＝(mg－Fsinα)μ)sin(111cos1sin1sincos2222mgmgmgF.2,1)(sin.1tan1即当式中α＝tan-1μ时，F有极小值21/mg．解二：用摩擦角的观念来解此题要简单一些，物理思路也要清晰一些．将摩擦力f和地面对木块的弹力N合成一个力F’，摩擦角为φ=tan-1μ时，这样木块受到三个力：重力G，桌面对木块的作用力F’和拉力F，如下图．其中G的大小、方向都确定，F’的方向确定但大小不定，而F的方向大小都不定．作出力的三角形，很容易看出当F垂直于F'时F最小，即当F与水平方向成φ＝tan-1μ时最小．