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5节 共点力的平衡 第三章 相互作用——力 视频《平衡大师》 平衡是什么状态，具备怎样的条件才能平衡？ 怎样做到如此 巧妙的平衡？ 导入新课 交流讨论 平衡状态是怎样的 运动状态？ 物体处于平衡状态 时在受力上应满足 什么条件？ 匀速下落的降落伞 匀速走钢丝的人 停驻的小鸟 匀速行驶的列车 一、共点力平衡的条件 匀速下落的降落伞 匀速走钢丝的人 停驻的小鸟 匀速行驶的列车 平衡状态——静止或匀速直线运动状态； 二力平衡——大小相等、方向相反、作用在同一条直线上、作用在同一个物体上。 一、共点力平衡的条件 猜想：若物体在三个共点力的作用下处于平衡状态， 则三力平衡的条件是什么？ 结合图示， 设计实验进行验证。 一、共点力平衡的条件 记录三个弹簧测力计的读数及方向， 分别作出力的图示，并求出F2、F3 的合力，验证合力与F1的关系。 总结出三个共点力平衡的条件； 推理若有四个及以上的共点力平衡， 应该遵循怎样的规律？ F1 F2 F3 F23 实验过程： 一、共点力平衡的条件 梳理深化 平衡状态： 共点力作用下物体平衡的条件：__________ 如果一个物体在力的作用下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。 F合＝0 一、共点力平衡的条件 梳理深化 二力平衡：这两个力必然___________； 三力平衡：任意两力的合力必与第三个力____________； n 个共点力平衡：任意一个力都与其余 n-1 个力的合力 ____________。 共点力作用下物体平衡的条件的推论： 等大、反向 等大、反向 等大、反向 一、共点力平衡的条件 例1．下列物体中处于平衡状态的是（　　） A．静止在粗糙斜面上的物体 B．沿光滑斜面下滑的物体 C．在平直路面上加速行驶的汽车 D．做自由落体运动的物体在刚开始下落速度为零的一瞬间 巩固提升 A 一、共点力平衡的条件 练习1．如图所示，铁质的棋盘竖直放置，每个棋子都是一个小磁铁，能吸在棋盘上，不计棋子间的相互作用力，下列说法正确的是（　　） A．小棋子共受三个力作用 B．棋子对棋盘的压力大小一定等于重力 C．磁性越强的棋子所受的摩擦力越大 D．质量不同的棋子所受的摩擦力不同 D 一、共点力平衡的条件 交流讨论 某幼儿园要在空地上做一个滑梯，根据空地的大小，滑梯的水平宽度确定为6 m。 设计时，滑板和儿童裤料之间的动摩擦因数取0.4，为使儿童在滑梯游戏时能在滑板 上滑下，滑梯至少要多高？ 将滑梯抽象成一个斜面模型，以匀速下滑的小孩为研究对象， 分析受力情况。 二、共点力的平衡条件的应用 G N f θ 设斜面倾角为θ， 滑梯水平宽度为 b＝6 cm， 滑梯高度为 h＝btanθ x y Gsinθ Gcosθ 以沿斜面方向为x轴，垂直斜面方向为y轴，建立直角坐标系，并将G分解到坐标轴上， x轴方向上： y轴方向上： Gsinθ＝f＝μN Gcosθ＝N 解得： h＝μb＝0.4×6 m＝2.4 m 故滑梯至少要高2.4 m。 二、共点力的平衡条件的应用 梳理深化 1．解决共点力平衡问题的基本步骤： （1）选取研究对象； （2）对研究对象进行受力分析； （3）建立适当的坐标系，对力进行合成或分解； （4）根据平衡条件列方程求解。 二、共点力的平衡条件的应用   适用情景 第一步：作图 第二步：计算 合成法 受力个数 ≤ 3， 已知力个数＝2 作平行四边形步骤： ①画已知大小和方向的力； ②画已知方向的力； ③画已知大小的力。 ①根据三角函数、勾股定理、相似三角形等计算合力（或分力）； ②根据平衡条件确定与合力（或分力）平衡的力。 效果分解法 受力个数 ≤ 3， 已知力个数＝1 正交分解法 适用于各种情况，尤其受力个数 > 3的情况 ①确定坐标轴方向； ②分解不在轴上的力。 ①根据平衡条件列方程； ②解方程，求解未知力。 2．解决共点力平衡问题的常用方法 二、共点力的平衡条件的应用 巩固提升 例2．重型自卸车利用液压装置使车厢缓慢 倾斜到一定角度，车厢上的木箱就会自动滑 下。以下说法正确的是（　　） A．木箱下滑前，车厢倾角越大，木箱所受摩擦力越大 B．木箱下滑前，车厢倾角越大，木箱与车厢间的压力越大 C．木箱下滑时，车厢倾角越大，木箱所受摩擦力越大 D．木箱下滑时，车厢倾角越大，木箱与车厢的动摩擦因数越大 A 二、共点力的平衡条件的应用 练习2．某屋顶为半球形，一人在半球形屋顶上向上缓慢爬行（如图所示），他在向上爬的过程中（　　） A．屋顶对他的支持力不变 B．屋顶对他的支持力变大 C．屋顶对他的摩擦力不变 D．屋顶对他的摩擦力变大 B 二、共点力的平衡条件的应用 例3．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