《共点力的平衡及其应用》课件_(沪科版必修1)

1、知识回顾 1. 什么是共点力什么是共点力? (1)几个力如果都作用在物体的同一点上或几个力如果都作用在物体的同一点上或者它们的作用线相交于同一者它们的作用线相交于同一 点点 . 2.物体在不受力的时候物体在不受力的时候 ,它能保持什么状态它能保持什么状态? 静止状态或匀速直线运动状态静止状态或匀速直线运动状态. 思考 是不是物体是不是物体 只有在不受力的时候只有在不受力的时候 才保持静才保持静止或匀速直线运动止或匀速直线运动 呢呢 ?NGN N1 1N N2 2G Gf静静GNFGFfGNFfGNV结论 可见平衡是普遍的可见平衡是普遍的,并非物体只有在不受力并非物体只有在不受力的时候才保持静止

2、或匀速直线运动状态的时候才保持静止或匀速直线运动状态,物物体在共点力作用下也能处平衡体在共点力作用下也能处平衡. 那么那么,什么才是共点力的平衡呢什么才是共点力的平衡呢?共点力的共点力的平衡需要哪些条件呢平衡需要哪些条件呢?怎样应用共点力的平怎样应用共点力的平衡来解有关的物理问题呢衡来解有关的物理问题呢?学习目标：学习目标： 1、知识与技能： （1）知道什么叫共点力作用下物体的平衡状态。 （2）知道共点力作用下的物体的平衡条件。 （3）掌握共点力的平衡条件并能处理平衡问题。 2、过程与方法： （1）通过 简单的物理现象，认识共点力和共点力下的物体的平衡状态。 （2）能从简单的二力平衡设计实验，

3、得出三力的平衡，总结推理得出共点力的平衡条件。 （3）根据共点力的平衡条件对简单的现象进行分析。 3、情感态度价值观：培养学生能从简单的问题出发，善于思考，从中发现规律性的知识的能力。认识生活中的平衡也是一种美。二力平衡二力平衡三力平衡三力平衡四力平衡四力平衡静静止止匀匀速速直直线线f静静GNFFfGNVNGGFN N1 1N N2 2G GfGN2.常见的几种平衡常见的几种平衡静止在水平面上静止在水平面上的物体的物体小球静止在斜面上小球静止在斜面上水平力推桌未动水平力推桌未动匀速下落的雨滴匀速下落的雨滴物体沿斜面匀速下滑物体沿斜面匀速下滑水平匀速行驶的水平匀速行驶的汽车汽车共点力作用下物体的

4、平衡 1.平衡状态平衡状态 物体处于静止或保持匀速直线运动的状物体处于静止或保持匀速直线运动的状态态. 2共点力的平衡共点力的平衡 物体如果受到共点力的作用且处于平衡物体如果受到共点力的作用且处于平衡状态状态.（1 1）静止在水平面上的木箱）静止在水平面上的木箱（3 3）用细线悬挂在天花板上的静止小球）用细线悬挂在天花板上的静止小球（5 5）用细线悬挂在天花板上的静止小球，在剪断）用细线悬挂在天花板上的静止小球，在剪断细线的瞬间细线的瞬间（4 4）刹车后停下来了的汽车）刹车后停下来了的汽车（6 6）竖直上抛达到了最高点的小球）竖直上抛达到了最高点的小球( (不计空气阻不计空气阻力力) )（2

5、2）平直马路上在牵引力作用下匀速前进的汽车）平直马路上在牵引力作用下匀速前进的汽车根据概念来判断下面的物体根据概念来判断下面的物体是否处于平衡状态是否处于平衡状态: :是是是是是是是是?共点力的平衡条件共点力的平衡条件自我测验自我测验(1)(1)V(2)(2)(3)(3)我们对我们对(1),(2),(3),(6)(1),(2),(3),(6)受力分析受力分析: :TG(6)(6)处于平衡状态物体的共同点处于平衡状态物体的共同点: :F F合合为零为零; ;处于非平衡状态物体处于非平衡状态物体: :F F合合不为零不为零. .G从从刚才的例子刚才的例子,我们可以得到我们可以得到:FfGNNG概括

6、与总结概括与总结 以上是我们从生活中的例子定性的来研究以上是我们从生活中的例子定性的来研究受共点力作用的物体的平衡受共点力作用的物体的平衡,如果处于平衡如果处于平衡状态下的物体受二个力或者三个力或者是状态下的物体受二个力或者三个力或者是多个力的作用多个力的作用,力与力之间有什么关系呢力与力之间有什么关系呢?思考与讨论思考与讨论 质量为质量为2千克的物体放在水平桌千克的物体放在水平桌面上（取面上（取g=9.8N/kg）。）。（1）受到哪几个力作用？）受到哪几个力作用？GF（2）能称之为平衡吗？）能称之为平衡吗？（3）支持力的大小和方向如何？）支持力的大小和方向如何？（支持力的大小与重力大小相等，

7、等于（支持力的大小与重力大小相等，等于19.6牛顿，牛顿，方向竖直向上。）方向竖直向上。）（二个力，重力（二个力，重力G和支持力和支持力F ）（能，在两力作用下，物体处于静止（能，在两力作用下，物体处于静止 状态）状态）结论：两个力大小相等，方向相反，作用在同一结论：两个力大小相等，方向相反，作用在同一 直线上，物体处于平衡状态。直线上，物体处于平衡状态。（二力平衡）（二力平衡）实验与探究：实验与探究：1、将三个弹簧秤放在一个、将三个弹簧秤放在一个 平面内，挂钩挂在一起；平面内，挂钩挂在一起；2、先将其中两个成一定角度固定；、先将其中两个成一定角度固定；F1F2F3O3、用手拉第三个弹簧秤，平

8、衡时记下三个弹簧、用手拉第三个弹簧秤，平衡时记下三个弹簧秤的示数秤的示数F1、F2、F3以及以及各力的方向；各力的方向；4、按各力大小和方向作出力的图示、按各力大小和方向作出力的图示演演示示 任意两个力的合力与第三个力大任意两个力的合力与第三个力大小相等，方向相反，作用在同一直小相等，方向相反，作用在同一直线上。线上。 思考题：由二力平衡的条件和刚才三力平衡的实验，能否推出多个（三个以上）共点力平衡的条件？若物体在若物体在n n个共点力作用下处于平衡，个共点力作用下处于平衡，则其中则其中(n-1)(n-1)个力的合力与第个力的合力与第n n个力大小个力大小相等、方向相反、且在一条直线上相等、方

9、向相反、且在一条直线上拓展拓展:物体在共点力作用下的平衡条件是物体在共点力作用下的平衡条件是所受合外力为零所受合外力为零。即：即：F合合 = 0 F12合合F1F2F3O1.1.两个共点力使物体平衡两个共点力使物体平衡: : 这两个力等大反向这两个力等大反向. . F F1 1- F- F2 2=0 =0 任意两个力的合力与第三个力等大反向任意两个力的合力与第三个力等大反向. . F F1212-F-F3 3=0=03.N3.N个共点力使物体平衡个共点力使物体平衡: :任意任意N-1N-1个力个力 的合力与第的合力与第N N个个 力等大反向。力等大反向。F FN-1N-1- F- FN N=0

10、 =0 2.2.三个共点使物体平衡三个共点使物体平衡共点力的平衡条件共点力的平衡条件二、在共点力作用下物体的平衡条件二、在共点力作用下物体的平衡条件 F F合合= 0= 0物体所受合力为零即：物体所受合力为零即：例：例：长方形木块静止在倾角为长方形木块静止在倾角为的斜面上，那么的斜面上，那么斜面对斜面对木块作用力的方向（木块作用力的方向（ ）A A 、沿斜面向下、沿斜面向下 B B、 垂直斜面向下垂直斜面向下 C C 、沿斜面向上、沿斜面向上 D D 、竖直向上、竖直向上解析：解析：木块的受力如图：木块的受力如图：共点力平衡的应用共点力平衡的应用GfNF合合D Dyx例：例：用与水平方向成用与

11、水平方向成角的力角的力F F拉质量为拉质量为m m物体，使其物体，使其沿水平面向右沿水平面向右匀速匀速运动。请同学们分析物体的受力，运动。请同学们分析物体的受力，并画出力的示意图。并画出力的示意图。FGFNFfF1F2平衡方程：平衡方程：X X：F F1 1-F-Ff f=0=0Y Y：F F2 2+F+FN N-G=0-G=0你能求出支持力和摩擦力的大小吗？共点力平衡的应用共点力平衡的应用这就是正交分解法这就是正交分解法第一步：确定研究对象和运动状态第一步：确定研究对象和运动状态第二步：受力分析，画出受力图，第二步：受力分析，画出受力图， 建立适当坐标系。建立适当坐标系。第三步：对力进行正交

12、分解第三步：对力进行正交分解, 据平衡条件建立方程据平衡条件建立方程第四步：解方程，求出未知量。第四步：解方程，求出未知量。l通过解此题得到用正交分解法解通过解此题得到用正交分解法解共点力平衡问题时一般有四个步骤。共点力平衡问题时一般有四个步骤。求解平衡问题常用的方法：求解平衡问题常用的方法：（1 1）物体在三个以上共点力作用下处于平）物体在三个以上共点力作用下处于平衡时，一般利用正交分解法列方程求解。衡时，一般利用正交分解法列方程求解。（2 2矢量三角形法矢量三角形法: :首尾相接首尾相接, ,尾首相连尾首相连. . (3) (3)平行四边行法平行四边行法 (4) (4)图象法图象法二二、共点力作用下物体的平衡、共点力作用下物体的平衡 （2）物体在共点力作用下的平衡条件是所受合外物体在共点力作用下的平衡条件是所受合外力为零力为零。即：即：F合合 = 0 。(3)求解平衡问题常用的方法求解平衡问题常用的方法：（1）物体处于）物体处于静止静