第三章 第5节 共点力的平衡（课件）-2020-2021新教材高一物理必修第一册【创新设计】同步学考笔记（人教版）

* @《创新设计》 知识方法探究 教材知识梳理 第5节　共点力的平衡 * @《创新设计》 知识方法探究 教材知识梳理 学习目标要求 核心素养和关键能力 1.知道共点力的平衡条件，并会分析生产生活中的相关问题。 2.能运用数学中的三角函数、几何关系等对力与平衡问题进行分析和推理。 3.能从不同的角度解决力与平衡问题。 1.科学思维 能运用数学中的三角函数、几何关系等对力与平衡问题进行分析和推理；能从不同的角度解决力与平衡问题。 2.关键能力 利用数学方法解决物理问题的能力 * @《创新设计》 知识方法探究 教材知识梳理 1.平衡状态：物体受到几个力作用时，如果保持______或______________状态。我们就说这个物体处于平衡状态。 2.平衡条件：在共点力作用下物体平衡的条件是______为0。 [判一判] (1)处于平衡状态的物体所受的合力一定等于0。( ) (2)物体处于平衡状态时，运动不受任何力的作用。( ) (3)物体的平衡条件是：物体受的合力为0，速度为0。( ) (4)物体处于平衡状态时，任何方向的合力都必须为0。( ) 静止 匀速直线运动 合力 √ × × √ * @《创新设计》 知识方法探究 教材知识梳理 如图所示，著名景点——黄山飞来石独自静止于悬崖之上，它受哪些力作用？这些力大小、方向有何关系？它们的合力有何特点？ 答案　受重力和悬崖对它的作用力。重力方向竖直向下、悬崖对它的作用力方向竖直向上，二力等大、反向，合力为零。 ■情境导入 探究 对共点力平衡条件的理解 * @《创新设计》 知识方法探究 教材知识梳理 ■归纳拓展 1.两种平衡情形 静止和匀速直线运动状态。 2.平衡条件的表达式 F合＝0 * @《创新设计》 知识方法探究 教材知识梳理 3.由平衡条件得出的三个结论 分析思路：多力eq \o(——→,\s\up12(转化))三力eq \o(——→,\s\up12(转化))二力 * @《创新设计》 知识方法探究 教材知识梳理 [例1] 如图所示，有一均匀梯子AB斜靠在竖直墙上处于静止状态，假设墙面光滑，地面粗糙，则地面对梯子的作用力可能沿(　　) A.F1的方向 　　　　 B.F2的方向 C.F3的方向 　　　　 D.F4的方向 * @《创新设计》 知识方法探究 教材知识梳理 解析　对梯子受力分析知，梯子受竖直向下的重力G，墙施加的水平向右的弹力FN，和地面施加的作用力，此三力不平行，故三力应共点，如图所示，F的作用线应与G、FN的作用线交于一点，所以可能的方向是沿F2的方向。 答案　B * @《创新设计》 知识方法探究 教材知识梳理 [针对训练1] 如图所示，某个物体在F1、F2、F3、F4四个力的作用下处于静止状态，若F4的方向沿逆时针转过60°而保持其大小不变，其余三个力的大小和方向均不变，则此时物体所受到的合力大小为(　　) 解析　由共点力的平衡条件可知，F1、F2、F3的合力应与F4等大反向，当F4的方向沿逆时针转过60°而保持其大小不变时，F1、F2、F3的合力的大小仍为F4，但方向与此时的F4成120°角，由平行四边形定则可得，此时物体所受的合力大小为F4。 答案　C A.eq \f(F4,2) B.eq \f(\r(3)F4,2) C.F4 D.eq \r(3)F4 * @《创新设计》 知识方法探究 教材知识梳理 1.处理平衡问题的常用方法 探究 共点力平衡条件的应用 合成法 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大小相等、方向相反 分解法 物体在三个共点力作用下处于平衡状态时，将某个力按作用效果分解，则其分力与其他两个力分别平衡 正交 分解法 物体在多个共点力作用下处于平衡状态，应用正交分解法，则有 ∑Fx＝F1x＋F2x＋F3x＋…＋Fnx＝0， ∑Fy＝F1y＋F2y＋F3y＋…＋Fny＝0 矢量 三角形法 如果三个力首尾相接恰好构成三角形，则这三个力的合力为零。矢量三角形法可以充分利用几何边角关系求解平衡问题 * @《创新设计》 知识方法探究 教材知识梳理 2.应用共点力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)分析研究对象所处的运动状态，判定其是否处于平衡状态。 (3)对研究对象进行受力分析，并画出受力示意图。 (4)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。 (5)求解方程，并讨论结果。 * @《创新设计》 知识方法探究 教材知识梳理 [例2] (多选)如图所示，重物的质量为m，轻细绳AO和BO的A端、B端是固定的，平衡时AO是水平的，BO与水平方向的夹角为θ，重力加速度为g，AO的拉力F1和BO的拉力F2的大小分别是(　　)