35点力的平衡条件课件(粤教版必修1)

第五节共点力的平衡条件第五节共点力的平衡条件目标导航1.知道物体的平衡状态和共点力的平衡．2．理解共点力的平衡条件．3．会用共点力的平衡条件解决平衡问题．(重点和难点)

目标导航新知初探自学导引一、平衡状态1.平衡状态：物体处于_______或___________________状态．2.共点力的平衡：物体如果受到的作用且处于平衡状态．静止匀速直线运动的新知初探自学导引一、平衡状态静止匀速直线运动的二、共点力的平衡条件1.二力平衡：物体在两个共点力作用下处于平衡状态，其平衡条件是这两个力_______相等，方向_______．2.三力平衡条件：其中两个力的合力与第三个力____________，并处在同一条直线上，其合力_______．大小相反等大反向为零二、共点力的平衡条件大小相反等大反向为零3.多力平衡条件：多力平衡时，任意一个力必与其余各力的合力大小______、方向_______，并且在_______________，即这些力的合力为零．总之，物体在共点力作用下的平衡条件是所受_______为零．相等相反同一条直线上合外力3.多力平衡条件：多力平衡时，任意一个力必与其余各力的合力大想一想若物体的速度为0，则物体一定处于平衡状态吗？提示：不一定．例如竖直上抛的物体，运动到最高点时，速度为0，而受力不为0，故不能保持静止．想一想要点一对物体的平衡状态的理解学案导引1.物体的平衡与力的平衡有什么关系？2.怎样判断物体是否处于平衡状态？要点突破思维启动要点一对物体的平衡状态的理解要点突破思维启动1.从运动学的角度理解：平衡的物体处于静止或匀速直线运动状态，此种状态其加速度为零．即处于平衡状态的物体加速度为零，反过来加速度为零的物体一定处于平衡状态．2.从动力学的角度理解：处于平衡状态的物体所受的合外力为零，反过来物体受到的合外力为零，它一定处于平衡状态．1.从运动学的角度理解：平衡的物体处于静止或匀速直线运动状态3.平衡状态与力的平衡：平衡状态指物体的匀速直线运动或静止状态．力的平衡是作用在同一处于平衡状态的物体上的几个力所满足的一种关系．力的平衡是物体平衡的条件，物体处于平衡状态是力的平衡的结果．3.平衡状态与力的平衡：平衡状态指物体的匀速直线运动或静止状特别提醒：静止与速度是零不是一回事．物体保持静止的状态，说明物体的速度和加速度都为零．如果物体的速度为零而加速度不为零，则物体处于非平衡状态．所以判断物体是否处于平衡状态的条件是物体的加速度是否为零．特别提醒：静止与速度是零不是一回事．物体保持静止的状态，说明(单选)(2012·宜宾高一检测)物体在共点力作用下，下列说法中正确的是(

)A．物体的速度在某一时刻等于零时，物体一定处于平衡状态B．物体相对于另一物体保持静止时，物体一定处于平衡状态C．物体所受合力为零时，物体一定处于平衡状态D．物体做匀加速运动时，物体一定处于平衡状态例1(单选)(2012·宜宾高一【审题指导】

物体的速度等于零不同于静止，它的瞬时速度为零，而此时物体合外力可能不为零，物体不平衡．【审题指导】物体的速度等于零不同于静止，它的瞬时速度为零，【精讲精析】物体在某时刻的速度为零，所受合力不一定为零，故不一定处于平衡状态，A错误；物体相对于另一物体静止，则说明该物体与另一物体具有相同的速度和加速度，也不一定处于平衡状态，B错误；物体做匀加速运动时，加速度不为零，一定不是平衡状态，D错误；只有C满足平衡条件，C正确．【答案】

C【精讲精析】物体在某时刻的速度为零，所受合力不一定为零，故变式训练1.

(单选)2012年7月第30届夏季奥运会在英国伦敦召开，下列运动项目中的运动员处于非平衡状态的是(

)A．体操运动员双手握住单杠吊在空中不动时B．蹦床运动员在空中上升到最高点时C．举重运动员在举起杠铃后不动的那段时间内D．游泳运动员仰卧在水面静止不动时变式训练解析：选B.物体处于平衡状态的条件是a＝0，B项中运动员在最高点时v＝0，而a≠0，故不是处于平衡状态．解析：选B.物体处于平衡状态的条件是a＝0，B项中运动员在最要点二共点力的平衡条件及应用学案导引1.合力为零的物体一定处于平衡状态吗？2.合成法与分解法解答共点力的平衡问题有什么不同？3.应用正交分解法时应注意什么问题？要点二共点力的平衡条件及应用35点力的平衡条件课件(粤教版必修1)2.由平衡条件得出的结论(1)物体在两个力作用下处于平衡状态，则这两个力必定等大反向，是一对平衡力．(2)物体在三个共点力作用下处于平衡状态时，任意两个力的合力与第三个力等大反向．(3)物体受N个共点力作用处于平衡状态时，其中任意一个力与剩余(N－1)个力的合力一定等大反向．2.由平衡条件得出的结论(4)当物体处于平衡状态时，沿任意方向物体所受的合力均为零．3.应用平衡条件解题的步骤(1)明确研究对象(物体、质点或绳的结点等)．(2)对研究对象进行受力分析．(3)建立合适的坐标系，应用共点力的平衡条件，选择恰当的方法列出平衡方程．(4)求解方程，并讨论结果.(4)当物体处于平衡状态时，沿任意方向物体所受的合力均为零．在科学研究中，可以用风力仪直接测量风力的大小，其原理如图所示．仪器中一根轻质金属丝，悬挂着一个金属球．无风时，金属丝竖直下垂；当受到沿水平方向吹来的风时，金属丝偏离竖直方向一个角度．风力越大，偏角越大．通过传感器，就可以根据偏角的大小指示出风力．那么风力大小F跟金属球的质量m、偏角θ之间有什么样的关系呢？例2在科学研究中，可以用风力仪【审题指导】金属球处于三力平衡状态，可以应用分解法，合成法和正交分解法求解．35点力的平衡条件课件(粤教版必修1)【精讲精析】

取金属球为研究对象，有风时，它受到三个力的作用：重力mg、水平方向的风力F和金属丝的拉力FT，如图所示．35点力的平衡条件课件(粤教版必修1)这三个力是共点力，在这三个共点力的作用下金属球处于平衡状态，则这三个力的合力为零．根据任意两力的合力与第三个力等大反向求解，可以根据力的三角形定则求解，也可以用正交分解法求解．这三个力是共点力，在这三个共点力的作用下金属球处于平衡状态，35点力的平衡条件课件(粤教版必修1)法一：力的合成法如图甲所示，风力F和拉力FT的合力与重力等大反向，由平行四边形定则可得F＝mgtanθ法二：力的分解法重力有两个作用效果：使金属球抵抗风的吹力和使金属丝拉紧，所以可以将重力沿水平方向和金属丝的方向进行分解，如图乙所示，由几何关系可得F＝F′＝mgtanθ法一：力的合成法法三：正交分解法以金属球为坐标原点，取水平方向为x轴，竖直方向为y轴，建立坐标系，如图丙所示．由水平方向的合力F合x和竖直方向的合力F合y分别等于零，即F合x＝FTsinθ－F＝0F合y＝FTcosθ－mg＝0解得F＝mgtanθ法三：正交分解法由所得结果可见，当金属球的质量m一定时，风力F只跟偏角θ有关．因此，偏角θ的大小就可以指示出风力的大小．【答案】

F＝mgtanθ由所得结果可见，当金属球的质量m一定时，风力F只跟偏角θ有关【借题发挥】对于共点力作用下物体的平衡问题的求解可以采取多种方法，一般情况下，物体受三力平衡时多采用合成法或分解法．物体受三个以上的力平衡时，多采用正交分解．【借题发挥】对于共点力作用下物体的平衡问题的求解可以采取多变式训练2.(双选)如图所示，光滑半球形物体固定在水平面上，O为球心，一质量为m的小滑块在水平力F的作用下静止于D点．设滑块所受支持力为FN，OD与水平方向的夹角为θ.下列关系正确的是(重力加速度为g)(

)变式训练35点力的平衡条件课件(粤教版必修1)35点力的平衡条件课件(粤教版必修1)要点三整体法、隔离法分析共点力平衡问题学案导引1.选用整体法时能分析物体间的作用力吗？2.选用整体法或隔离法的原则是什么？要点三整体法、隔离法分析共点力平衡问题1.整体法：把两个或两个以上物体组成的系统作为一个整体来研究的分析方法；当只涉及研究系统而不涉及系统内部某些物体的受力时，一般可采用整体法．2.隔离法：将所确定的研究对象从周围物体(连接体)系统中隔离出来进行分析的方法，其目的是便于进一步对该物体进行受力分析，得出与之关联的力．为了研究系统(连接体)内某个物体的受力时，通常可采用隔离法．1.整体法：把两个或两个以上物体组成的系统作为一个整体来研究特别提醒：一般情况下，整体法和隔离法是结合在一起使用的．若选单个物体作研究对象主要解决相互作用力问题．单个物体的选取应选与外界接触的个数最少的物体．特别提醒：一般情况下，整体法和隔离法是结合在一起使用的．若选质量分别为0.1kg和0.2kg的两物块A、B间用一根原长为L0＝20cm、劲度系数为k＝10.0N/m的轻弹簧相连，置于粗糙的水平面上如图所示．初始时弹簧处于原长状态，若两物块与水平面间的动摩擦因数均为μ＝0.2，现要使AB一起做匀速运动，(1)则对A应施加多大的水平推力F?(2)此时A、B间的距离为多少？例3质量分别为0.1kg和0.2k【审题指导】通常在分析外力对系统的作用时，用整体法；在分析系统内物体(或一个物体的不同部分)间相互作用时，用隔离法；有时解答一个问题需要多次选取研究对象，整体法和隔离法交替应用．【审题指导】通常在分析外力对系统的作用时，用整体法；在分析【精讲精析】

(1)由整体关系得：F＝μFN＝μ(M＋m)g代入数据得F＝0.6N.(2)取B物体为研究对象，根据受力关系kΔx＝μmBg【答案】(1)0.6N

(2)16cm【精讲精析】(1)由整体关系得：F＝μFN＝μ(M＋m)g变式训练3.(双选)如图所示，质量分别为m1、m2的两个物体通过轻弹簧连接，在力F的作用下一起沿水平方向做匀速直线运动(m1在地面上，m2在空中)，力F与水平方向成θ角．则m1所受支持力FN和摩擦力f正确的是(

)变式训练A．FN＝m1g＋m2g－FsinθB．FN＝m1g＋m2g－FcosθC．f＝FcosθD．f＝FsinθA．FN＝m1g＋m2g－Fsinθ解析：选AC.将m1、m2、弹簧看成整体，受力分析如图所示：f＝FcosθFN＋Fsinθ＝(m1＋m2)gFN＝(m1＋m2)g－Fsinθ故选项A、C正确．解析：选AC.将m1、m2、弹簧看成整体，受力分析如图所示：热点示例创新拓展有关物体平衡的综合问题

[经典案例]

(10分)(2012·泰安高一检测)如图所示，质量为m1的物体甲通过三段轻绳悬挂，三段轻绳的结点为O，轻绳OB水平且B端与放置在水平面上的质量为m2的物体乙相连，轻绳OA与竖直方向的夹角θ＝37°，物体甲、乙均处于静止状态．(已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，tan37°＝0.75，g取10