共点力的平衡高一上物理人教版（2019）必修第一册

第三章相互作用——力5

共点力的平衡导入新课悬停在空中的直升飞机沿直线匀速行驶的列车运动状态：_______________运动状态：________________静止状态匀速直线运动状态受哪些力？合力是怎样的？各个力之间存在什么关系？交流讨论

一、共点力平衡的条件1．用弹簧测力计测量一个物体的重力。弹簧测力计测的是物体的重力吗？为什么弹簧测力计的拉力F

大小等于物体的重力G

的大小呢？重物必须保持什么运动状态才能使F=G

？对物体的拉力二力平衡静止或匀速直线运动状态GF交流讨论

一、共点力平衡的条件这两个力大小相等，方向相反、作用在同一条直线上——合力为零。物体只受两个力达到平衡状态时，这两个力有什么关系？其合力为多少？一、共点力平衡的条件2．如图所示，灯泡处于静止状态。灯泡受哪几个力？猜想它们之间的关系是怎样的？用学过的知识能否验证你的猜想？

如何用实验验证猜想？GFBFA合成任意两个力→灯泡相当于只受两个力的作用，如果要达到静止，合力与另一个力必须等大，反向。静止→合力为0一、共点力平衡的条件3．实验：验证共点力的平衡条件用三个弹簧测力计拉绳套，使节点静止。记录三个力的大小、方向。作力的图示，利用平行四边形定则，

求出三个力的合力。分析结果，得出结论。实验现象：___________________________。在误差允许范围内，合力为零一、共点力平衡的条件梳理深化

平衡状态：物体受到几个力作用时，如果保持静止或匀速直线运动状态，我们就说这个物体处于平衡状态。静止状态：v＝0，a＝0匀速直线运动：v≠

0，a＝0一、共点力平衡的条件梳理深化

共点力平衡的条件：

在共点力作用下物体平衡的条件是合力为0。物体受的所有力都在同一条直线上：正方向上所有力的和等于负方向上所有力的和。物体受三个互成角度的力作用：其中任意两个力的合力必与第三个力等值反向。一、共点力平衡的条件巩固提升例1．（多选）下列说法正确的是（）A．竖直上抛的物体达最高点时，物体处于平衡状态B．电梯匀速上升时，电梯中的人处于平衡状态C．竖直弹簧上端固定，下端挂一个重物，平衡后用力F

将它再拉下一段距离后突然撤去力F，重物仍处于平衡状态D．只有加速度为零的物体才处于平衡状态BD一、共点力平衡的条件练习1．（多选）下列物体处于平衡状态的是（）A．静止在粗糙斜面上的物体B．物体在光滑斜面上由静止释放后沿斜面自由下滑C．在平直公路上匀速行驶的汽车D．做自由落体运动的物体在刚开始下落时ACTNG二、共点力的平衡条件的应用交流讨论

沿光滑的墙壁用网兜把一个足球挂在A

点，足球的质量为m，网兜的质量不计，足球与墙壁的接触点为B，悬绳与墙壁的夹角为α，求悬绳对球的拉力和墙壁对球的支持力。（1）足球处于什么运动状态？（2）足球受到哪几个力的作用？这几个力是共点力吗？（3）这几个力的大小关系是怎样的？用什么方法研究？静止二、共点力的平衡条件的应用梳理深化

解法一：合成法适用条件：适用于解决三力或多力共点的平衡问题；方法阐述：运用平行四边形定则求相邻两个力的合力，与另外其他力的合力等值反向。二、共点力的平衡条件的应用梳理深化

解法一：合成法取足球作为研究对象，受重力G＝mg、墙壁的支持力N

和悬绳的拉力T

三个共点力作用而平衡；Ftanα＝mgtanαN＝_____________T＝_____________N

和T

的合力F

与G

大小相等、方向相反，

即F＝G；二、共点力的平衡条件的应用梳理深化

解法二：分解法适用条件：适用于解决三力共点的平衡问题；方法阐述：任意选取一个力按照力的作用效果进行分解，其分力与另外两个力等值反向。二、共点力的平衡条件的应用梳理深化

解法二：分解法F1′＝mgtanα将重力G

分解为F1′和F2′，由共点力平衡条件可知，N与F1′的合力必为零，T与F2′的合力也必为零；N＝_____________T＝_____________二、共点力的平衡条件的应用梳理深化

解法三：矢量三角形法适用条件：适用于解决三力共点的平衡问题；方法阐述：任意选取一个力位置不动，将另外连个力平移构成矢量三角形，其合力为零。二、共点力的平衡条件的应用梳理深化

解法三：矢量三角形法保持G不动，将T

和N

平移，三个力构成一个顺接的封闭的矢量三角形。通过数学方法解三角形，就可以得到三个力之间的大小关系：Gtanα＝mgtanαN＝_____________T＝_____________二、共点力的平衡条件的应用梳理深化

解法四：正交分解法适用条件：适用于解决三力或多力共点的平衡问题；方法阐述：建立平面直角坐标系，尽可能使更多的力在坐标轴上，不在坐标轴上的力分解到坐标轴上，在两坐标轴上的力合力为零。二、共点力的平衡条件的应用梳理深化

取水平方向为x轴，竖直方向为y轴，将T分别沿x轴和y轴方向进行分解。由平衡条件可知，在x轴和y轴方向上的合力Fx合和Fy合应分别等于零：Tsinα＝mgtanαN＝_____________T＝_____________Fx合＝_________＝0Fy合＝_________＝0N－TsinαTcosα－G解法四：正交分解法二、共点力的平衡条件的应用巩固提升例2．一运送物资的直升飞机沿水平方向匀速飞行。已知物资的总质量为m，吊运物资的悬索与竖直方向成θ角。设物资所受的空气阻力为f，悬索对物资的拉力为T，重力加速度为g，则（）A．f＝mgsinθ

B．f＝mgtanθC．T＝

D．T＝BTGf二、共点力的平衡条件的应用练习2．某空乘工作人员在地面上拉着一个质量m＝30kg的箱子匀速前进，已知箱子与地面间的动摩擦因数为μ＝0.5，拉力F

与水平方向的夹角为θ＝45°，取g＝10m/s2。求拉力F

的大小。二、共点力的平衡条件的应用代入G＝mg＝300N，f＝μN＝0.5N，θ＝45°解：箱子受到四个力的作用，建立如图所示的直角坐标系，将拉力F沿两个坐标轴方向分解为F1和F2，

得：F1＝Fcosθ，F2＝Fsinθ在

x

轴方向上：在

y

轴方向上：解得F＝f＝F1＝FcosθF2＋N＝Fsinθ＋N＝G100N课堂小结共点力的平衡平衡状态平衡条件静止匀速直线三力平衡：合成法、分解法、

正交分解法、三角形法合力为零平衡条件的