3.5 共点力的平衡 课件-2023-2024学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

第三章 相互作用——力 5 共点力的平衡 导入新课 悬停在空中的直升飞机 沿直线匀速行驶的列车 运动状态：_______________ 运动状态：________________ 静止状态 匀速直线运动状态 受哪些力？合力是怎样的？各个力之间存在什么关系？ 交流讨论 一、共点力平衡的条件 1．用弹簧测力计测量一个物体的重力。 弹簧测力计测的是物体的重力吗？ 为什么弹簧测力计的拉力F 大小等于物体的重力G 的大小呢？ 重物必须保持什么运动状态才能使F=G ？ 对物体的拉力 二力平衡 静止或匀速直线运动状态 G F 交流讨论 一、共点力平衡的条件 这两个力大小相等，方向相反、作用在同一条直线上 —— 合力为零。 物体只受两个力达到平衡状态时，这两个力有什么关系？其合力为多少？ 一、共点力平衡的条件 2．如图所示，灯泡处于静止状态。 灯泡受哪几个力？猜想它们之间的关系是怎样的？ 用学过的知识能否验证你的猜想？ 如何用实验验证猜想？ G FB FA 合成任意两个力 → 灯泡相当于只受两个力的作用， 如果要达到静止，合力与另一个力必须等大，反向。 静止 → 合力为0 一、共点力平衡的条件 3．实验：验证共点力的平衡条件 用三个弹簧测力计拉绳套，使节点静止。 记录三个力的大小、方向。 作力的图示，利用平行四边形定则， 求出三个力的合力。 分析结果，得出结论。 实验现象：___________________________。 在误差允许范围内，合力为零 一、共点力平衡的条件 梳理深化 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：v＝0，a＝0 匀速直线运动：v ≠ 0，a＝0 一、共点力平衡的条件 梳理深化 共点力平衡的条件： 在共点力作用下物体平衡的条件是合力为0。 物体受的所有力都在同一条直线上：正方向上所有力的和等于负方向上所有力的和。 物体受三个互成角度的力作用：其中任意两个力的合力必与第三个力等值反向。 一、共点力平衡的条件 巩固提升 例1．（多选）下列说法正确的是（　　 ） A．竖直上抛的物体达最高点时，物体处于平衡状态 B．电梯匀速上升时，电梯中的人处于平衡状态 C．竖直弹簧上端固定，下端挂一个重物，平衡后用力F 将它再拉下一段距离后突然撤去力F，重物仍处于平衡状态 D．只有加速度为零的物体才处于平衡状态 BD 一、共点力平衡的条件 练习1．（多选）下列物体处于平衡状态的是（　　 ） A．静止在粗糙斜面上的物体 B．物体在光滑斜面上由静止释放后沿斜面自由下滑 C．在平直公路上匀速行驶的汽车 D．做自由落体运动的物体在刚开始下落时 AC T N G 二、共点力的平衡条件的应用 交流讨论 沿光滑的墙壁用网兜把一个足球挂在A 点，足球的质量为m，网兜的质量不计，足球与墙壁的接触点为B，悬绳与墙壁的夹角为α，求悬绳对球的拉力和墙壁对球的支持力。 （1）足球处于什么运动状态？ （2）足球受到哪几个力的作用？这几个力是共点力吗？ （3）这几个力的大小关系是怎样的？用什么方法研究？ 静止 二、共点力的平衡条件的应用 梳理深化 解法一：合成法 适用条件：适用于解决三力或多力共点的平衡问题； 方法阐述：运用平行四边形定则求相邻两个力的合力，与另外其他力的合力等值反向。 二、共点力的平衡条件的应用 梳理深化 解法一：合成法 取足球作为研究对象，受重力G＝mg、墙壁的支持力N 和悬绳的拉力T 三个共点力作用而平衡； Ftanα＝mgtanα N＝_____________ T＝_____________ N 和T 的合力F 与G 大小相等、方向相反， 即F＝G； 二、共点力的平衡条件的应用 梳理深化 解法二：分解法 适用条件：适用于解决三力共点的平衡问题； 方法阐述：任意选取一个力按照力的作用效果进行分解，其分力与另外两个力等值反向。 二、共点力的平衡条件的应用 梳理深化 解法二：分解法 F1′＝mgtanα 将重力G 分解为F1′和F2′，由共点力平衡条件可知，N与F1′的合力必为零，T与F2′的合力也必为零； N＝_____________ T＝_____________ 二、共点力的平衡条件的应用 梳理深化 解法三：矢量三角形法 适用条件：适用于解决三力共点的平衡问题； 方法阐述：任意选取一个力位置不动，将另外连个力平移构成矢量三角形，其合力为零。 二、共点力的平衡条件的应用 梳理深化 解法三：矢量三角形法 保持G不动，将T 和N 平移，三个力构成一个顺接的封闭的矢量三角形。 通过数学方法解三角形，就可以得到三个力之间的大小关系： Gtanα＝mgtanα N＝_____________ T＝_____________ 二、共点力的平