第三章 6 共点力作用下物体的平衡-【金版教程】2023-2024学年新教材高中物理必修第一册创新导学案word（教科版2019）

《导学案》新教材物理·必修第一册教科版 色学科网书城四 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxK.c0m● 您身边的互联网+教辅专家 6.共点力作用下物体的平衡 核心素养定位>>> 1.理解平衡状态，掌握共点力平衡的条件。2.会利用合成法或正交分解法分 析计算平衡问题。 课前自主学习 KE QIAN Z石ZHU XUE 共点力作用下物体的平衡状态 如果物体保持supl(01)静止或supl(02)匀速直线运动状态，就说这个物体处 于平衡状态。 二共点力作用下物体的平衡条件 1.平衡条件的概念 要使物体保持su即l(O1)平衡状态，作用在物体上的力必须满足一定的条件， 这个条件叫作平衡条件。 2.共点力作用下物体的平衡条件：物体受到的su1(02)合力为零，即F合 Fx合=x(s upl(O4 =supl(030,或 s'up1(05 翘课前检测 1.判一判 (①)平直道路上高速匀速行驶的赛车处于平衡状态。() (2)合力保持恒定的物体处于平衡状态。() 提示：(1)√ (2)×当合力恒定且不为零时，物体的速度会发生变化，物体不处于平衡状 态。 2.想一想 当物体的速度为零时，是否一定处于平衡状态？ 提示：不一定，如物体做自由落体运动的初始时刻速度为零，但合力不为零， 物体不处于平衡状态。 ·独家授权侵权必究。 《导学案》新教材物理·必修第一册教科版 色学科网书城四 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxK.c0m● 您身边的互联网+教辅专家 课堂探究评价 KE TANG TAN JIU PING JIA 探究工 共点力作用下物体的平衡条件 仔细观察下列图片，认真参与“师生互动”。 出 甲 乙 师生互动 活动1：如图甲、乙所示，书本、小孩都处于平衡状态，判断它们各自受到 哪些力的作用，并作出力的示意图。 提示：书本受重力和接触面的支持力，力的示意图如图a所示：小孩受重力 和两条绳的拉力，力的示意图如图b所示。 T G 图 活动2：我们在初中学习过“二力平衡”，试通过力的合成与“二力平衡” 判断小孩受力满足怎样的条件？由此可以得出物体处于平衡状态时，受力条件是 什么？ 提示：通过力的合成可以得到绳的拉力T、T2的合力T,则此时可看作小孩 只受绳的合力T与重力G的作用，小孩处于静止状态，根据二力平衡可得T与G 的合力为0，即小孩实际受到的三个力的合力为零，因此，物体处于平衡状态时， 所受合力等于0。 得出结论 1.平衡状态：指物体处于静止状态或匀速直线运动状态。 >特别提醒 对静止状态的理解：静止与速度0=0不是一回事。物体保持静 ◆独家授权侵权必究 《导学案》新教材物理·必修第一册教科版 色学科网书城▣ 品牌书店·知名数辅·正版资源 5 ZXXk.C0m● 您身边的互联网+教辅专家 止状态，说明v=0,a=0,两者同时成立。若仅是0=0，a≠0，如自由下落开始 时刻的物体，并非处于静止状态。 2.共点力平衡的条件：合力为0。 数学表达式有两种：①F合=0：②Fx合=0Fy合=0) F合和F,合分别是将力进行正交分解后，物体在x轴和y轴上所受的合力。 >特别提醒 非共点力的平衡条件不是合力为0，例如杠杆的平衡条件为F =F22。 3.共点力平衡的几种常见类型 (1)物体受两个力平衡时，这两个力等大反向共线，是一对平衡力。 (2)物体受三个力平衡时，任意两个力的合力与第三个力等大反向共线。因此， 此时表示三个力的有向线段首尾相接组成闭合矢量三角形，如图所示。 (3)物体受三个以上的力平衡时，其中任意一个力与另外几个力的合力等大反 向共线。 4,共点力平衡问题的常见处理方法 方法 内容 物体受三个共点力的作用而平衡，则任意两个力的合力一定与第 合成法 三个力大小相等，方向相反，作用在同一直线上 物体受三个共点力的作用而平衡，将某一个力按力的效果分解， 效果分解法 则其分力和其他两个力满足平衡条件 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 正交分解法 为相互垂直的两组，每组力都满足平衡条件 对受三力作用而平衡的物体，将力的矢量图平移使三力组成一个 力的三角形法 首尾依次相接的矢量三角形，根据正弦定理、相似三角形等数学 知识求解未知力 注：正弦定理：若三角形3个角∠A、∠B、∠C所对的边长分别为a、b、c, 则有asin∠A=bsin∠B=csin∠C。 ◆独家授权侵权必究· 《导学案》新教材物理·必修第一册教科版 色学科网书城▣ 品牌书店·知名教辅·正版资源 ■.ZXXK.c0m● 您身边的互联网+教辅专家 实践提升 例1在科学研究中，可以用风力仪直接测量风力的大小，其原理如图所示。 仪器中一根轻质金属丝，悬挂着一个金属球。无风时，金属丝竖直下垂；当受到 沿水平方向吹来的风时，金属丝偏离竖直方向一个角度。风力越大，偏