第四章 1 共点力作用下物体的平衡（课件）-2021-2022学年高中物理必修1【导与练】高中同步全程学习（教科版）

第四章　物体的平衡 1　共点力作用下物体的平衡 物理 (教师参考) 目标导航 重点:共点力平衡的条件 难点:求解物体平衡的方法 物理 情境链接一 如图所示: (1)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? (2)高铁在水平轨道上匀速前进,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? 信息 飞来石受到重力和支持力的作用处于静止状态,满足二力平衡;高铁匀速前进,受到重力、支持力、牵引力和阻力作用,其合力为0。 物理 情境链接二 2013年7月,我国航天员王亚平在“天宫一号”讲授了一堂神奇的太空课,在水球演示时,王亚平往水膜上注水从而形成水球,又往水球内注入气泡。我们在教室内可以完成这个实验吗?为什么这种情况在太空中可以出现呢? 信息 不能。地面上的水球由于重力作用而成“椭球形”,在太空舱完全失重的环境中,水球不受重力的影响而成球形,同时水球内的气泡不受浮力,只受四周水对它的压力作用而处于正中央。 物理 课前预习 课堂探究 随堂演练 物理 课前预习·掌握新知 一、共点力作用下物体的平衡状态 物体在共点力的作用下,保持静止或做 ,这个物体就处于平衡状态。 教材梳理 想一想 当物体速度为0时,物体处于平衡状态吗? 答案:“速度为0”的状态并非物体“保持静止”,因此物体不一定处于“平衡状态”。 匀速直线运动 物理 议一议 教材P94实验探究寻找三个共点力平衡的条件,其实质是什么? 答案:通过求任意两个力的合力,转化为二力平衡。 二、共点力作用下物体的平衡条件 1.平衡条件:在共点力作用下物体的平衡条件是 。 2.力的平衡:作用在物体上的几个力的合力为 ,叫做力的平衡。 3.用正交分解法时,平衡条件可写成Fx合= ,Fy合= 。 F合=0 零 0 0 物理 自主检测 1.质量为m的长方形木块静止在倾角为θ的斜面上,斜面对木块的支持力和摩擦力的合力方向应该是(　 　) A.沿斜面向下 B.垂直于斜面向上 C.沿斜面向上 D.竖直向上 D 解析:木块受重力、支持力及摩擦力的作用而处于静止状态,故支持力与摩擦力的合力一定与重力大小相等、方向相反,故支持力和摩擦力的合力方向竖直向上,故选D。 物理 2.(多选)如图所示是表示物体运动的图像,其中哪些图像表示物体处于平衡状态(　 　) 解析:物体处于平衡状态时,可能静止,也可能做匀速直线运动,B表示物体静止,A,C表示物体做匀速直线运动。 ABC 物理 3.(2021·江苏常州月考)(多选)重力大小为G的物体,在水平压力F作用下沿竖直墙壁匀速下滑,物体与墙壁之间的动摩擦因数为μ,如图所示,则物体所受摩擦力大小为(　 　) A.μF B.μF+G C.μF-G D.G AD 解析:物体向下滑动,故物体受到向上的滑动摩擦力为μF,因物体匀速下滑,则物体受力平衡,竖直方向受重力与摩擦力,二力大小相等,故摩擦力也等于G。故选A,D。 物理 4.如图所示,位于斜面上的物块在沿斜面向上的力F的作用下,处于静止状态,则斜面作用于物块的静摩擦力(　 　) A.方向一定沿斜面向上 B.方向一定沿斜面向下 C.大小可能等于零 D.大小一定等于F 解析:设物体的质量为m,则重力沿斜面向下的分力为mgsin α。当F大于mgsin α时,由于沿斜面方向平衡,则静摩擦力方向沿斜面向下;当F小于mgsin α时,由于沿斜面方向平衡,则静摩擦力方向沿斜面向上;当F等于mgsinα时,静摩擦力大小等于零;静摩擦力的大小不一定等于F。故C正确,A,B,D错误。 C 物理 课堂探究·突破要点 要点一　对共点力平衡问题的理解 |问题导学| 现象:(1)落地钟的摆来回摆动。 (2)竖直上抛的物体先上升后下降。 问题:摆运动至最高点和竖直上抛的物体到达最高点时,是否处于平衡 状态? 答案:都不是处于平衡状态。因为摆或物体在最高点时并不能“保持静止”,所受合力都不等于零。 物理 |要点归纳| 1.对平衡状态的理解 (1)从运动学的角度理解 平衡状态是物体保持静止或匀速直线运动的状态,其加速度为零。即处于平衡状态的物体加速度为零,反过来加速度为零的物体一定处于平衡状态。 (2)从动力学的角度理解 处于平衡状态的物体所受的合力为零,反过来物体受到的合力为零,它一定处于平衡状态。 物理 (3)速度为零与静止的区别 物体保持静止状态,说明 v=0,a=0同时成立,若 v=0,此时刻所受合力并不一定等于零,则可能是指某一时刻的情况,加速度不一定为0。 (4)平衡状态与力的平衡 平衡状态指物体的匀速直线运动或静止状态。力的平衡是作用在物体上的几个力所满足的一种关