《 共點(diǎn)力的平衡》名師課件

物理

學(xué)科第三章相互作用--力第5節(jié)

共點(diǎn)力的平衡目錄1、課堂導(dǎo)入2、學(xué)習(xí)目標(biāo)3、探究新知4、學(xué)習(xí)總結(jié)5、課堂練習(xí)課堂導(dǎo)入什么是共點(diǎn)力？圖中哪些受到的是共點(diǎn)力作用？共點(diǎn)力：如果一個物體受兩個或多個力作用，這些力都作用在物體上的同一點(diǎn)，或者它們的作用線相交于同一點(diǎn)，這幾個力叫做共點(diǎn)力。GF1F2GF1F2GF1F2GF1F2甲乙丙丁共點(diǎn)力：甲、丁非共點(diǎn)力：乙、丙課堂導(dǎo)入你能各舉出一個共點(diǎn)力和平行力的實例嗎？1、知道共點(diǎn)力的作用下物體的平衡概念；2、掌握在共點(diǎn)力的作用下物體的平衡條件；3、知道如何用實驗驗證共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件；4、應(yīng)用共點(diǎn)力的平衡條件解決具體問題。探究新知一、平衡狀態(tài)注意：物理學(xué)中有時出現(xiàn)“緩慢移動”也說明物體處于平衡狀態(tài)?！办o止”要滿足兩個條件：v＝0a＝

＝0二者缺一不可，即速度為零不等同于靜止。物體受到幾個力作用時，如果保持靜止或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)，我們就說這個物體處于平衡狀態(tài)。探究新知思考與討論：

物體做豎直上拋運(yùn)動，最高點(diǎn)時速度為零，處于平衡狀態(tài)嗎？

答：不是平衡狀態(tài)，物體某時刻的速度為零，不能認(rèn)為處于靜止?fàn)顟B(tài)。若物體在某段時間內(nèi)靜止或勻速直線運(yùn)動，則處于平衡狀態(tài)。探究新知受共點(diǎn)力作用的物體在什么條件下才會保持平衡呢？探究新知二、共點(diǎn)力的平衡條件FGF、G二力平衡，即合外力為0F1F2GF1與F2的作用F單獨(dú)作用等

效F1、F2

的合力與G平衡探究新知

物體若受到多個力的作用，逐步通過力的合成，最終等效為兩個力的作用。

若物體處于平衡狀態(tài)，兩個力的合力為零。

因此，在共點(diǎn)力作用物體平衡條件：合外力為零。F1+F2+…+FN=0任意一個力與其他所有力的合力等大反向。探究新知實驗：驗證共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件實驗?zāi)康模候炞C物體在三個共點(diǎn)力作用下平衡時，合力為0F3探究新知問題1：實驗中需要記錄哪些數(shù)據(jù)？如何記錄？大小方向作用點(diǎn)小圓環(huán)的位置O彈簧測力計示數(shù)O點(diǎn)與拉線方向上標(biāo)記點(diǎn)的連線探究新知問題2：如何處理記錄下來的信息？做力的圖示問題3：得到什么樣的結(jié)果才能說明共點(diǎn)力平衡的條件是F合=0？小圓環(huán)上所受的任意兩個力的合力與第三個力大小相等、方向相反、作用在同一直線上。探究新知使用前，彈簧測力計需要水平放置調(diào)零。彈簧測力計和細(xì)線在一條直線上，彈簧測力計方向與木板平行。在不超過量程的前提下，彈簧測力計示數(shù)應(yīng)適量大些，減小相對誤差。探究新知實驗結(jié)論：物體在三個共點(diǎn)力作用下處于平衡狀態(tài)時，所受合力為0探究新知GFNGF1F2GF1F2思考：哪些物體在共點(diǎn)力的作用下處于平衡狀態(tài)？GF1F2F3GFNFFfF1F2F靜止的書靜止的畫框靜止的水桶靜止的花盆靜止的扁擔(dān)勻速直線運(yùn)動的汽車探究新知丙丁戊判斷下圖中各物體是否處于平衡狀態(tài)？甲：被踩的石頭乙：水平勻速飛行的飛機(jī)丙：停在斜坡上的汽車?。合蛏献鰟蛩僦本€運(yùn)動的熱氣球戊：拋到最高點(diǎn)的網(wǎng)球保持靜止或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)平衡的運(yùn)動學(xué)特征：探究新知例1某幼兒園要在空地上做一個滑梯，根據(jù)空地的大小，滑梯的水平跨度確定為6m。設(shè)計時，滑板和兒童褲料之間的動摩擦因數(shù)取0.4，為使兒童在滑梯游戲時能在滑板上滑下，滑梯至少要多高？

探究新知GFNFfF1F2xy滑下滿足：mgsinθ≥Ff

Ff=μFN受力平衡:mgcosθ-FN=0聯(lián)立解得tanθ≥μ幾何關(guān)系tanθ=h/b解得

h≥μb=2.4m探究新知正交分解法解平衡問題的一般思維程序為正交分解法解平衡問題的一般思維思路：①選擇研究對象：處于平衡狀態(tài)下的物體；②對研究對象進(jìn)行受力分析，畫好受力圖；③建立直角坐標(biāo)系（原則是盡量減少力的分解）；④根據(jù)平衡條件列方程⑤解方程(組)，必要時驗證結(jié)論。

探究新知三、共點(diǎn)力平衡條件的推論即：1、二力平衡的條件：兩力等大、反向、共線，是一對平衡力。FfmgFN2、三力平衡：任意兩個力的合力與第三個力等大、反向、共線。3、多力平衡：任意一個力與其余所有力的合力等大、反向、共線。探究新知四、共點(diǎn)力平衡的處理方法1、二力平衡：如果一個物體只受到兩個共點(diǎn)力的作用而處于平衡狀態(tài)，那么這兩個力等大、反向、共線。2、三力平衡：

合成法：如果一個物體只受到三個共點(diǎn)力的作用而處于平衡狀態(tài)，那么其中任意兩個力的合力一定與第三個力等大、反向、共線。

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繩拉著懸吊重物的繩索來改變或固定懸吊物的位置。如圖所示，懸吊重物的細(xì)繩，其O點(diǎn)被一水平繩BO牽引，使懸繩AO段和豎直方向成θ角。若懸吊物所受的重力為mg，則懸繩AO和水平繩BO所受的拉力各等于多少？ABOG探究新知方法一：合成法任意兩個力的合力都與第三力平衡F4F1F2F3=GOF4是F1和F2的合力，則F4與F3平衡；即：F4=F3=G由圖可知，探究新知方法二：正交分解法以O(shè)點(diǎn)為原點(diǎn)建立直角坐標(biāo)系F1F2F3=GOF1yF1xyxF1方向為x軸正方向，向上為y軸正方向。F1在兩坐標(biāo)軸方向的分量分別為F1x和F1y。因x、y兩方向的合力都等于0，可列方程：F2-F1x=0F1y-F3=0

即：探究新知

解得：

即：繩AO和繩BO所受的拉力大小分別為

和

。學(xué)習(xí)總結(jié)共點(diǎn)力的平衡幾個力都作用在物體的同一點(diǎn)上，或幾個力的作用線相交于同一點(diǎn)，這幾個力就稱為共點(diǎn)力。物體處于靜止或勻速直線運(yùn)動的狀態(tài)叫作平衡狀態(tài)。條件逐次通過力的合成將共點(diǎn)力平衡轉(zhuǎn)化為二力平衡問題在共點(diǎn)力作用下物體平衡的條件是：合力為0實驗驗證課堂練習(xí)1、如圖所示，光滑半球形容器固定在水平面上，O為球心。一質(zhì)量為m的小滑塊，在水平力F的作用下靜止于P點(diǎn)。設(shè)滑塊所受支持力為FN，OP連線與水平方向的夾角為θ，下列關(guān)系正確的是(

)A、F＝tanθ(mg) B、F＝mgtanθC、FN＝tanθ(mg) D、FN＝mgtanθ課堂練習(xí)答案A解析對滑塊受力分析如圖所示，由平衡條件可知重力和推力F的合力與支持力FN等大反向，由幾何關(guān)系知：F＝tanθ(mg)，F(xiàn)N＝sinθ(mg)課堂練習(xí)2、(2019·華中師大一附中期中)一質(zhì)量m＝6kg的物塊，置于水平地面上，物塊與地面間的動摩擦因數(shù)為μ＝1/3，然后用兩根繩A、B分別系在物塊的兩側(cè)，如圖所示。A繩水平，B繩與水平面成370角，已知sin370＝0.6，cos370＝0.8，g取10m/s2。課堂練習(xí)求：(1)逐漸增大B繩的拉力，直到物塊對地面的壓力恰好為零，則此時A繩和B繩的拉力分別是多大；(2)將A繩剪斷，為了使物塊沿水平面做勻速直線運(yùn)動，在不改變B繩方向的情況下，B繩的拉力應(yīng)為多大。課堂練習(xí)答案(1)80N

100N

(2)20N解析(1)FN＝0，對物塊受力分析如圖甲，則：水平方向：FTA＝FTBcos37°豎直方向：F