《 共点力的平衡》名师课件

物理

学科第三章相互作用--力第5节

共点力的平衡目录1、课堂导入2、学习目标3、探究新知4、学习总结5、课堂练习课堂导入什么是共点力？图中哪些受到的是共点力作用？共点力：如果一个物体受两个或多个力作用，这些力都作用在物体上的同一点，或者它们的作用线相交于同一点，这几个力叫做共点力。GF1F2GF1F2GF1F2GF1F2甲乙丙丁共点力：甲、丁非共点力：乙、丙课堂导入你能各举出一个共点力和平行力的实例吗？1、知道共点力的作用下物体的平衡概念；2、掌握在共点力的作用下物体的平衡条件；3、知道如何用实验验证共点力作用下物体的平衡条件；4、应用共点力的平衡条件解决具体问题。探究新知一、平衡状态注意：物理学中有时出现“缓慢移动”也说明物体处于平衡状态。“静止”要满足两个条件：v＝0a＝

＝0二者缺一不可，即速度为零不等同于静止。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。探究新知思考与讨论：

物体做竖直上抛运动，最高点时速度为零，处于平衡状态吗？

答：不是平衡状态，物体某时刻的速度为零，不能认为处于静止状态。若物体在某段时间内静止或匀速直线运动，则处于平衡状态。探究新知受共点力作用的物体在什么条件下才会保持平衡呢？探究新知二、共点力的平衡条件FGF、G二力平衡，即合外力为0F1F2GF1与F2的作用F单独作用等

效F1、F2

的合力与G平衡探究新知

物体若受到多个力的作用，逐步通过力的合成，最终等效为两个力的作用。

若物体处于平衡状态，两个力的合力为零。

因此，在共点力作用物体平衡条件：合外力为零。F1+F2+…+FN=0任意一个力与其他所有力的合力等大反向。探究新知实验：验证共点力作用下物体的平衡条件实验目的：验证物体在三个共点力作用下平衡时，合力为0F3探究新知问题1：实验中需要记录哪些数据？如何记录？大小方向作用点小圆环的位置O弹簧测力计示数O点与拉线方向上标记点的连线探究新知问题2：如何处理记录下来的信息？做力的图示问题3：得到什么样的结果才能说明共点力平衡的条件是F合=0？小圆环上所受的任意两个力的合力与第三个力大小相等、方向相反、作用在同一直线上。探究新知使用前，弹簧测力计需要水平放置调零。弹簧测力计和细线在一条直线上，弹簧测力计方向与木板平行。在不超过量程的前提下，弹簧测力计示数应适量大些，减小相对误差。探究新知实验结论：物体在三个共点力作用下处于平衡状态时，所受合力为0探究新知GFNGF1F2GF1F2思考：哪些物体在共点力的作用下处于平衡状态？GF1F2F3GFNFFfF1F2F静止的书静止的画框静止的水桶静止的花盆静止的扁担匀速直线运动的汽车探究新知丙丁戊判断下图中各物体是否处于平衡状态？甲：被踩的石头乙：水平匀速飞行的飞机丙：停在斜坡上的汽车丁：向上做匀速直线运动的热气球戊：抛到最高点的网球保持静止或匀速直线运动状态平衡的运动学特征：探究新知例1某幼儿园要在空地上做一个滑梯，根据空地的大小，滑梯的水平跨度确定为6m。设计时，滑板和儿童裤料之间的动摩擦因数取0.4，为使儿童在滑梯游戏时能在滑板上滑下，滑梯至少要多高？

探究新知GFNFfF1F2xy滑下满足：mgsinθ≥Ff

Ff=μFN受力平衡:mgcosθ-FN=0联立解得tanθ≥μ几何关系tanθ=h/b解得

h≥μb=2.4m探究新知正交分解法解平衡问题的一般思维程序为正交分解法解平衡问题的一般思维思路：①选择研究对象：处于平衡状态下的物体；②对研究对象进行受力分析，画好受力图；③建立直角坐标系（原则是尽量减少力的分解）；④根据平衡条件列方程⑤解方程(组)，必要时验证结论。

探究新知三、共点力平衡条件的推论即：1、二力平衡的条件：两力等大、反向、共线，是一对平衡力。FfmgFN2、三力平衡：任意两个力的合力与第三个力等大、反向、共线。3、多力平衡：任意一个力与其余所有力的合力等大、反向、共线。探究新知四、共点力平衡的处理方法1、二力平衡：如果一个物体只受到两个共点力的作用而处于平衡状态，那么这两个力等大、反向、共线。2、三力平衡：

合成法：如果一个物体只受到三个共点力的作用而处于平衡状态，那么其中任意两个力的合力一定与第三个力等大、反向、共线。

正交分解法：3、多力平衡：探究新知例2

生活中常用一根水平绳拉着悬吊重物的绳索来改变或固定悬吊物的位置。如图所示，悬吊重物的细绳，其O点被一水平绳BO牵引，使悬绳AO段和竖直方向成θ角。若悬吊物所受的重力为mg，则悬绳AO和水平绳BO所受的拉力各等于多少？ABOG探究新知方法一：合成法任意两个力的合力都与第三力平衡F4F1F2F3=GOF4是F1和F2的合力，则F4与F3平衡；即：F4=F3=G由图可知，探究新知方法二：正交分解法以O点为原点建立直角坐标系F1F2F3=GOF1yF1xyxF1方向为x轴正方向，向上为y轴正方向。F1在两坐标轴方向的分量分别为F1x和F1y。因x、y两方向的合力都等于0，可列方程：F2-F1x=0F1y-F3=0

即：探究新知

解得：

即：绳AO和绳BO所受的拉力大小分别为

和

。学习总结共点力的平衡几个力都作用在物体的同一点上，或几个力的作用线相交于同一点，这几个力就称为共点力。物体处于静止或匀速直线运动的状态叫作平衡状态。条件逐次通过力的合成将共点力平衡转化为二力平衡问题在共点力作用下物体平衡的条件是：合力为0实验验证课堂练习1、如图所示，光滑半球形容器固定在水平面上，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P点。设滑块所受支持力为FN，OP连线与水平方向的夹角为θ，下列关系正确的是(

)A、F＝tanθ(mg) B、F＝mgtanθC、FN＝tanθ(mg) D、FN＝mgtanθ课堂练习答案A解析对滑块受力分析如图所示，由平衡条件可知重力和推力F的合力与支持力FN等大反向，由几何关系知：F＝tanθ(mg)，FN＝sinθ(mg)课堂练习2、(2019·华中师大一附中期中)一质量m＝6kg的物块，置于水平地面上，物块与地面间的动摩擦因数为μ＝1/3，然后用两根绳A、B分别系在物块的两侧，如图所示。A绳水平，B绳与水平面成370角，已知sin370＝0.6，cos370＝0.8，g取10m/s2。课堂练习求：(1)逐渐增大B绳的拉力，直到物块对地面的压力恰好为零，则此时A绳和B绳的拉力分别是多大；(2)将A绳剪断，为了使物块沿水平面做匀速直线运动，在不改变B绳方向的情况下，B绳的拉力应为多大。课堂练习答案(1)80N

100N

(2)20N解析(1)FN＝0，对物块受力分析如图甲，则：水平方向：FTA＝FTBcos37°竖直方向：F