3.5 共点力的平衡 第一课时（第二版）-【物理优课PPT】2025-2026学年高中物理必修第一册同步PPT课件（人教版2019）

授课老师：牛顿 第一课时 1、知道什么是共点力 2、理解共点力的平衡的条件 3、应用正交分解法处理多力平衡 4、学会分析动态平衡问题 课标 定位 1、物理观念：共点力、平衡、正交分解 2、科学思维：学会用共点力的平衡条件解决实际问题；用正交分解法进行受力分析；利用解析法和图像法处理动态平衡问题 素养 阐释 注：此颜色为本课时内容 一、共点力的 平衡状态 目 录 二、共点力的 平衡条件 三、平衡条件 的理解 课程引入 1.根据每幅图中各个力作用线的几何关系，可以把下面四种情况的受力分成两类，判断哪些情况属于同一类? 2.你的判断依据是什么? 想一想 课程引入 下面四种情况的物体的受力有何特点？ 几个力的作用线交于一点 几个力作用于同一点 思考：以上四种情况中物体均处于什么状态？ 平衡状态 课程引入 几个力的作用线交于一点 几个力作用于同一点 定义：几个力如果都作用在物体的同一点，或者它们的作用线相交于一点，这几个力叫作共点力。 共点力的平衡状态 一 一、共点力的平衡状态 G FN 一、共点力的平衡状态 飞旋的链球 静止的吊灯 静止的吊床 匀速直线运动的箱子 匀速前进的扁担 静止的秋千 思考：哪些物体在共点力的作用下处于平衡状态 一、共点力的平衡状态 飞旋的链球 静止的吊床 匀速直线运动的箱子 匀速前进的扁担 静止的秋千 G T 静止的吊灯 G T G T1 T2 G FN G T1 T2 T1 T2 G FN 一、共点力的平衡状态 飞旋的链球 静止的吊床 匀速直线运动的箱子 G T 静止的吊灯 G T T1 T2 G FN G 受共点力的物体在什么条件下才会保持平衡呢？ 一、共点力的平衡状态 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。 静止状态特征：v=0 , a=0。 匀速直线运动特征：v ≠0 , a＝0。 静态平衡 物理学中有时也出现“缓慢移动"，可以认为物体时刻处于平衡状态。 动态平衡 放在桌面上的书 沿直线公路匀速前进的汽车 A B 沿碗壁向上缓慢爬行的蜗牛 共点力的平衡条件 二 二、共点力的平衡条件 平衡条件：作用在同一物体上的两个力，如果大小相等，方向相反，并且在同一条直线上。 1. 二力平衡 G FN FN=G F合=0 力的合成 二、共点力的平衡条件 在实际生产生活中，很多情况下物体受到三个力的作用而平衡，请根据前面所学知识，思考如何解决三力平衡的问题呢？ 等效 三力平衡 二力平衡 力的合成 平衡条件： F合=0 二、共点力的平衡条件 实验目的：验证物体在三个共点力作用下平衡时，合力为0。 实验：验证共点力作用下物体的平衡条件 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 方 向 作用点 大 小 问题1：实验中需要记录哪些数据？如何记录？ 二、共点力的平衡条件 实验目的：验证物体在三个共点力作用下平衡时，合力为0。 实验：验证共点力作用下物体的平衡条件 力的图示 问题2：如何处理记录下来的信息？ 二、共点力的平衡条件 实验目的：验证物体在三个共点力作用下平衡时，合力为0。 实验：验证共点力作用下物体的平衡条件 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 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？ 二、共点力的平衡条件 观察实验过程，请思考：实验中需要注意的事项有哪些？ 二、共点力的平衡条件 注意事项 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 二、共点力的平衡条件 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 实验：验证共点力作用下物体的平衡条件 二、共点力的平衡条件 若是四个共点力、五个共点力……其平衡条件又是怎样的呢？ 如果也能转换成二力平衡就好了！ 二、共点力的平衡条件 据平行四边形定则作出其中任意两个力的合力来代替这两个力，从而把三力平衡转化为二力平衡 2.三力平衡 三力平衡条件： （1）任意两个力的合力与第三个力等大、反向、共线。三力的合力为0。 （2）并且这三个力可以形成一个封闭的矢量三角形。 F1 F2 G 二、共点力的平衡条件 多力平衡条件：物体受多个力时，任意一个力与其余各力的合力等大、反向、共线。多个力的合力为0。 三力平衡 F1 F4 F23 F123 F4 二力平衡 等效 等效 四力平衡 F2 F1 F3 F4 F23 F123 F1 F4 F23 F2 F1 F3 F4 二、共点力的平衡条件 两个力等大、反向、共线。物体所受二力的合力为0。 二力平衡条件 （1）任意两个力的合力与第三个力等大、反向、共线。 （2）并且这三个力可以形成一个封闭的矢量