3.5 共点力的平衡-【状元桥·优质课堂】2023-2024学年新教材高中物理必修第一册（人教版2019）

物理必修第一册课堂学案 第5节共点力的平衡 答案精解Pm [学习目标]1.了解共点力，理解共点力平衡的条件（物理观念）.2.能利用合成法、分解法、图解法分析 多力平衡和动态平衡问题（科学思维）.3.掌握隔离法与整体法在多力平衡和动态平衡中的应用（科学 思维) 课前·教材预案 教材梳理 I自主检测 知识点一 共点力 1.判断下列说法的正误 1.共点力：如果一个物体受到两个或更多力的作 (1)只有静止的物体才受力平衡. 用，有些情况下这些力共同作用在 (2)物体处于平衡状态，一定是受到共点力的 上，或者虽不作用在同一点上，但它们的 作用. () 交于一点，这样的一组力叫作共点力. (3)某时刻物体的速度不为零，也可能处于平 2.力的合成的平行四边形定则只适用于 衡状态 () (4)物体处于平衡状态时加速度一定为零. 知识点二共点力平衡的条件 ( 1,平衡状态：如果一个物体在力的作用下保持 2.如图所示，静止于倾角为30的斜面上的物体， 或 状态，这个物 重力为10N,则它受到的支持力为 N. 体就处于平衡状态。 摩擦力为 N. 2.平衡条件：在共点力作用下物体的平衡条件是 课堂·深度探究 考点一 共点力平衡的条件 ①二力平衡：若物体在两个力作用下处于平衡 【知识拓展】 状态，则这两个力一定等大、反向、共线 1.平衡状态 ②三力平衡：若物体在三个共点力作用下处于 (1)物体处于静止或匀速直线运动的状态 平衡状态，则其中任意两个力的合力与第三个 (2)对“平衡状态”的理解 力等大、反向、共线。 不管是静止还是匀速直线运动，速度保持不 ③多力平衡：若物体在多个共点力作用下处于 平衡状态，则其中任意一个力与其余所有力的 变，所以△=0，a=A=0. △ 合力等大、反向、共线。 注意：速度为零时，a不一定为零，例如汽车刚 (3)当物体受三个力平衡，将表示这三个力的 启动瞬间或竖直上抛运动的最高点， 有向线段依次首尾相连，则会构成一个矢量三 2.共点力平衡的条件 角形，表示合力为0. (1)共点力平衡的条件是合力为0. 【例题1】物体在五个共点力的作用下保持平衡， (2)表示为：F合=0：或将各力分解到x轴和y 如图所示，其中F大小为10N,方向水平向 轴上，满足F合=0，且F哈=0. 右，求： ·76 第三章相互作用一力 3.正交分解法：物体受到三个或三个以上力的作 用而平衡，将物体所受的力分解到相互垂直的 x、y轴上，则x轴与y轴上各分力的合力均 (1)若撤去力F,而保持其余四个力不变，其 为零 余四个力的合力的大小和方向： 【例题2】如图甲所示，细绳AD跨过固定的水平 (2)若将F转过90°，物体所受的合力大小. 轻杆BC右端的轻质光滑定滑轮悬挂一质量 思维导引：理解共点力平衡的条件，然后根据 为M1的物体，∠ACB=30°；图乙中轻杆HG 力的矢量三角形法则判断 ~端用铰链固定在竖直墙壁上，另一端G通 过细绳EG拉住，EG与水平方向的夹角为 30°，在轻杆的G点用细绳GF悬挂一质量为 M2的物体（都处于静止状态），重力加速度为 g,求： (1)细绳AC段的张力Fc与细绳EG的张力 FT之比； 【变式1】一物体静止于水平桌面上，两者之间的 (2)轻杆BC对C端的支持力： 最大静摩擦力为5N,现将水平面内三个力同 (3)轻杆HG对G端的支持力. 时作用于物体的同一点，三个力的大小分别 为2N,2N、3N.下列关于物体的受力情况 和运动情况判断正确的是 A.物体所受静摩擦力不可能为2N B.物体所受静摩擦力不可能为4N C.物体可能仍保持静止 D.物体一定被拉动 考点二共点力平衡的应用 【知识拓展】 1.合成法：物体受三个共点力的作用而平衡，则 【变式2】如图所示，一个木块能沿着倾角为0的 任意两个力的合力一定与第三个力大小相等 粗糙固定斜面以某一速度做匀速直线运动， 方向相反，据此画出这两个力合成的平行四边 则木块与斜面之间的动摩擦因数为() 形，利用几何知识求解。 2.效果分解法：物体在三个共力点作用下处于平 衡状态时，将其中任意一个力沿其他两个力的 反方向分解，则每个方向上的一对力大小相 A.sin0 B.cos 0 等，方向相反，从而把三力平衡问题转化为两 C.tan 1 个方向上的二力平衡问题. D.ta ·77· 物理必修第一册课堂学案 课末·随堂演练 L.(共点力的平衡条件)一个物体受到三个共点 (1)在图甲中画出物体做匀速直线运动时的受 力的作用，如果其中两个力的大小分别为4N、 力示意图： 8N,那么有可能使物体处于平衡状态的第三 (2)求物体与地面间的动摩擦因数： 个力的大小是 (3)若改用如图乙所示的斜向上53°的拉力F A.IN B.15N C.3N D.6N 作用于物体上，物体正好做匀速直线运动，物 2.(共点力