高中物理第三章研究物体间的相互作用第五节共点力的平衡条件讲义省公开课一等奖新课获奖课件

第五节了解教材新知把握热点考向应用创新演练第三章知识点一知识点二考向一考向二随堂基础巩固课时跟踪训练1/422/423/421．物体在共点力作用下平衡条件是所受合外力为零。2．物体受到二力平衡时，这两个力必定等大反向。3．物体受到N个共点力平衡时，则任意一个力与其余(N－1)个力协力必定等大反向。4/425/426/42[自学教材](1)物体处于

或者保持

运动状态叫做平衡状态。(2)物体假如受到

作用且处于平衡状态就叫做共点力平衡。静止匀速直线共点力7/42[重点诠释]静止、平衡状态、速度为零区分物体平衡状态包含静止和匀速直线运动两种状态，所以，静止物体一定处于平衡状态，但处于平衡状态物体却不一定静止。8/42速度为零和静止外在形式一样，但其受力本质不一定一样。静止是物体在一段时间内保持速度为零不变，其加速度为零状态；而物体瞬时速度为零时，物体不一定处于平衡状态。比如，将物体竖直上抛，物体抵达最高点时瞬间速度为零，但加速度不为零，物体不处于平衡状态。故静止物体一定处于平衡状态，但速度为零物体不一定处于平衡状态，二者不可混同。9/42[尤其提醒]若物体做“迟缓”运动，速度改变能够忽略不计，可认为是平衡状态。10/421．(双选)以下物体中处于平衡状态是()A．静止在粗糙斜面上物体B．沿光滑斜面下滑物体C．在平直路面上匀速行驶汽车D．做自由落体运动物体在刚开始下落一瞬间11/42解析：沿光滑斜面下滑物体处于加速状态，既不是静止状态，也不是匀速直线运动状态，故B错。做自由落体运动物体在刚开始下落瞬间，尽管速度为零，但受重力作用，协力不为零，处于非平衡状态，故D错。答案：AC12/4213/42[自学教材](1)二力平衡是指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

、

。(2)物体受多个共点力作用而处于平衡状态，其平衡条件是所受

。大小相等方向相反合外力为零14/42[重点诠释]15/422．由平衡条件得出结论(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，任意两个力协力与第三个力等大反向。16/42(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下(N－1)个力协力一定等大反向。(4)当物体处于平衡状态时，沿任意方向物体所受协力均为零。17/423．惯用方法处理共点力平衡问题，正确作出受力分析是关键。当物体受三个力(不平行)而平衡时，这三个力一定是共点力，惯用以下两种方法处理问题：18/42(1)三角形法：依据平衡条件，任两个力协力与第三个力等大反向，把三个力放于同一个三角形中，三条边对应三个力，再利用几何知识求解。②三个力能够组成首尾相连矢量三角形，这种方法普通用来讨论动态平衡问题较为方便。19/4220/422．物体在共点力作用下，以下说法中正确是()A．物体速度在某一时刻等于零，物体就一定处于平衡状态B．物体相对另一物体保持静止时，物体一定处于平衡状态C．物体所受协力为零，就一定处于平衡状态D．物体做匀加速运动时，物体处于平衡状态21/42解析：处于平衡状态物体，从运动形式上看，物体处于静止或匀速直线运动状态，从受力上来看，物体所受协力为零。某一时刻速度为零物体，受力不一定为零，故不一定处于平衡状态，A错；物体相对另一物体静止时，该物体不一定静止，如当另一物体做变速运动时，该物体也做变速运动，此物体处于非平衡状态，故B错；C选项符合平衡状态判断条件，故C正确；物体做匀加速运动，所受协力不为零，故物体不处于平衡状态，D错。答案：C22/4223/4224/42图3－5－1[例1]沿光滑墙壁用网兜把一个足球挂在A点，如图3－5－1所表示，足球质量为m，网兜质量不计，足球与墙壁接触点为B，悬绳与墙壁夹角为α，求悬绳对球拉力和墙壁对球支持力大小。25/4226/4227/4228/42法三：正交分解法求解取足球和网兜作为研究对象，其受三个力作用，重力G＝mg，墙壁支持力F1，悬绳拉力F2，如图丙所表示，取水平方向为x轴，竖直方向为y轴，将F2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轴方向上协力Fx合和Fy合应分别等于零。即29/4230/42[借题发挥](1)求解平衡问题时，一定要明确力方向和给定物理环境之间几何关系。(2)力合成法普通惯用来处理物体受三个或少于三个互成角度共点力平衡问题，而正交分解法惯用于处理三个或三个以上互成角度共点力平衡问题。31/42图3－5－232/42解析：法一：合成法受力分析如图甲所表示，小球m1受细线拉力F、碗支持力FN和重力m1g三力作用而处于平衡状态。33/4234/42法二：正交分解法小球m2受重力和细线拉力处于平衡状态，由二力平衡条件得F＝m2g。以小球m1为研究对象，受力分析如图乙所表示，以FN方向为y轴，以垂直FN方向为x轴建立坐标系。FN与F夹角为60°，m1g与y轴成30°角。35/4236/4237/42图3－5－3[例2]两根长度相等轻绳悬挂一质量为m物体，上端分别固定在水平天花板上M、N点，M、N两点间距为s，如图3－5－3所表示。已知两根绳子所能经受最大拉力均为F，则每根绳长度不得短于多少？38/42[思绪点拨]物体静止，处于平衡状态，则两根绳子上拉力协力必须和物体重力等大反向。在协力确定情况下，分力夹角越大，分力就越大，而从题意可知，夹角越大，绳子就越短，所以当绳子上拉力最大时绳子最短。