共点力的平衡 课件【高效课堂+备课精研】高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

3.5共点力的平衡教学目标知道什么是物体处于平衡状态。知道在共点力作用下物体的平衡条件，即合力为零

教学重点教学难点共点力作用下物体的平衡条件及应用

共点力平衡条件的应用

二.平衡状态：在共点力作用下，物体保持静止或匀速直线运动的状态。一.共点力：都作用在物体上同一点的力或作用线都相交于一点的力。担子受到的力不是共点力都作用于物体上的同一点的几个力或作用线都相交于一点的几个力叫做共点力。当一个物体可以被视为质点时，作用在物体上的几个力可以认为是共点力若一个物体受两个力而处于平衡状态，则这两个力的关系如何？物体受两个力而处于平衡状态时，这两个力的关系是等大、反向，且作用在同一条直线上，即二力平衡。GFN若一个物体受三个力而处于平衡状态，则其中一个力与另外两个力的合力间满足怎样的关系？物体受三个力作用而处于平衡状态时，可将其中的任意两个力合成，则这两个力的合力与另一个力的关系是大小相等、方向相反，且作用在同一条直线上，

即三力平衡。GFNFf

F1F2F3以上结论是否可以推广到多个力的平衡？若物体受多个力的作用而处于平衡状态，则这些力中的某一个力一定与其余力的合力大小相等、方向相反，且作用在同一条直线上，

即多个力的平衡。

三.共点力的平衡条件:F合＝0（任意方向）平衡条件的四个推论二力作用平衡时，二力等大、反向

三力作用平衡时，任意两力的合力与第三个力等大、反向

多力作用平衡时，任意一个力与其他所有力的合力等大、反向

物体处于平衡状态时，沿任意方向上分力之和均为零❶❷❸❹共点力平衡条件的反思如：竖直上抛运动的物体到达最高点的瞬间，速度等于零,但受到的合力不为0，加速度不为0，也不能保持静止，即不处于平衡状态。速度等于零时，物体一定处于平衡状态吗？不一定，当物体某一瞬间的速度为零时，但速度要发生变化（F合≠0，加速度不为零0

）时，就不是平衡状态。共点力的平衡条件城市中的路灯、无轨电车的供电线路等，经常用三角形的结构悬挂。如图为这类结构的一种简化模型。图中硬杆OB可以绕通过B点且垂直于纸面的轴转动，钢索和杆的重量都可以忽略。如果悬挂物的重量是G，角AOB等于θ，钢索AO对O点的拉力和杆BO对O点的支持力各是多大？可绕一端转动的轻杆只在两端受力时其受力特点如何？可绕一端转动的轻杆只在两端受力时，只能沿杆的方向发生形变，于是其弹力必然沿杆的方向，且大小相等。共点力的平衡条件城市中的路灯、无轨电车的供电线路等，经常用三角形的结构悬挂。如图为这类结构的一种简化模型。图中硬杆OB可以绕通过B点且垂直于纸面的轴转动，钢索和杆的重量都可以忽略。如果悬挂物的重量是G，角AOB等于θ，钢索AO对O点的拉力和杆BO对O点的支持力各是多大？分析钢索AO对O点的拉力和杆BO对O点的支持力选谁为研究对象？其受力特点如何？选O点为研究对象，O点其实是三角形框架的一部分的抽象，它的平衡能反映出整个框架的平衡情况，它恰是共点力的作用点求钢索AO对O点的拉力和杆BO对O点的支持力时的解题依据是什么？依据是共点力作用下的平衡条件是合力为零节点O也是一理想化模型共点力的平衡条件解：钢索OA的拉力F1

硬杆OB的支持力F2

F2-F1cosθ=0F1sinθ=Gθ→0时，sinθ→0，tanθ→0，F1→∞、F2→∞，对材料的强度要求很高故钢索的固定点不能距B太近但A点过高则材料消耗过多，所以要结合具体情况适当选择角

共点力的平衡条件求钢索AO对O点的拉力和杆BO对O点的支持力利用了正交分解法，还有没有其他方法？解：

由平衡条件可知F1、F2的合力与F3等大、反向受力情况如图所示，即

F=F3=G

由力的矢量三角形的边角关系知：共点力的平衡条件举重是中国代表团在奥运会上重要的夺金项目。在举重比赛中，运动员举起杠铃时必须使杠铃平衡一定时间，才能被裁判视为挺（或抓）举成功。运动员可通过改变两手握杆的距离来调节举起时双臂的夹角。若双臂夹角变大，则下面关于运动员保持杠铃平衡时手臂用力大小变化的说法正确的是（

）A．不变

B．减小C．增大D．不能确定C问题与练习在光滑墙壁上用网兜把足球挂在A点，足球与墙壁的接触点为B（如图所示）。足球的质量为m，悬绳与墙壁的夹角为α，网兜的质量不计。求悬绳对球的拉力和墙壁对球的支持力。选足球为研究对象，因为足球静止，即处于平衡状态，所以，足球所受的三个共点力的合力为零，F1与G的合力F与F2大小相等、方向相反。由图可得：F2GF1F

在互相垂直的两个方向上只有一个方向上受力（或受到的合力不为0），在这个方向上物体不处于平衡状态，但在另一个方向上不受力或受到的合力为0，物体在那个方向上就处于平衡状态。注：实际上物体不处于平衡状态。

V

总结二.共点力的平衡平衡状态平衡条件：保持静止状态匀速直线运动F合=0（任意方向）