第4章 第3节 共点力的平衡-【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课件PPT（鲁科版2019）

第4章　力与平衡 第3节 共点力的平衡 1．物理观念：(1)知道物体的平衡状态，知道共点力的平衡条件。(2)能用共点力的平衡条件分析生产生活中的相关问题，解决一些相关的实际问题。(3)具有与力平衡相关的初步的相互作用观念。2.科学思维：(1)能运用数学中的三角函数、几何关系等对力与平衡的问题进行分析和推理，获得结论。(2)能从不同角度解决力与平衡的问题。3.科学态度与责任：能欣赏“力与平衡”之美，能做到实事求是，坚持自己的观点。 目录 1 2 3 课前自主学习 KE QIAN ZI ZHU XUE XI 课堂探究评价 KE TANG TAN JIU PING JIA 课后课时作业 KE HOU KE SHI ZUO YE 课前自主学习 KE QIAN ZI ZHU XUE XI 目录 静止 做匀速直线运动 合力 F合＝0 合力 * 1．物体的平衡状态：物理学中，把物体eq \x(\s\up1(01))____________或eq \x(\s\up1(02))__________________时所处的状态称为平衡状态。 2．共点力的平衡条件 (1)共点力作用下物体的平衡条件：eq \x(\s\up1(03))______为0，即eq \x(\s\up1(04))________。 (2)力的平衡：若作用在物体上的几个共点力的eq \x(\s\up1(05))______为0，就达到了力的平衡。 目录 提示 * 1．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，但合外力不为零，物体没有处于平衡状态。 目录 √ × × × * 2．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)物体相对另一物体保持静止时，一定处于平衡状态。(　　) (3)百米竞赛中，运动员在起跑时速度为零的瞬间处于平衡状态。(　　) (4)合力保持恒定的物体处于平衡状态。(　　) 目录 课堂探究评价 KE TANG TAN JIU PING JIA 目录 课堂任务1 课堂任务2 课堂任务 　 共点力作用下物体的平衡条件 * 1．平衡状态 物理学中，把物体静止或做匀速直线运动时所处的状态称为平衡状态。 2．共点力的平衡条件：合力为0。数学表达式为：F合＝0。 目录 课堂任务1 课堂任务2 * 3．共点力平衡条件的几个常见推论 (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。 (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。 目录 课堂任务1 课堂任务2 * 4．从三角形定则理解共点力的平衡条件 求合力时，根据三角形定则，把表示这几个力的有向线段依次首尾连接，则从第一个力的始端向最后一个力的末端画出的有向线段就表示这几个力的合力，如图甲所示。 当物体在多个共点力作用下处于平衡状态时，所受合力为0，其中一个力必与余下的力的合力等大反向，则若这几个力首尾相接，必然会构成一个封闭的多边形，如图乙。 目录 课堂任务1 课堂任务2 * 5．共点力平衡问题的常见解题方法 方法 内容 合成法 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三个力大小相等，方向相反，作用线在同一直线上 效果分解法 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，则其分力和其他两个力满足平衡条件 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为相互垂直的两组，每组力都满足平衡条件即Fx合＝0，Fy合＝0 矢量三角形法 对受三力作用而平衡的物体，将力的矢量图平移，使三力组成一个首尾依次相接的矢量三角形，根据三角函数、正弦定理、余弦定理或相似三角形等数学知识求解未知力 目录 课堂任务1 课堂任务2 完美答案 * 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，偏角越大。通过传感器，就可以根据偏角的大小指示出风力。那么，风力大小F跟金属球的质量m、偏角θ之间有什么样的关系呢？ [完美答案]　F＝mgtanθ 目录 课堂任务1 课堂任务2 提示 * (1)有风时金属球受哪几个力的作用？ 提示：有风时，它受到三个力的作用：重力mg、水平方向的风力F和金属丝的拉力T。 (2)小球受到的风力F和拉力T的合力与重力是什么关系？ 提示：是平衡力，满足大小相等，方向相反且共线。 (3)重力产生的作用效果是什么？ 提示：一是沿着金属丝向左下方拉金属丝，二是沿着水平方向向右拉小球。 目录 课堂任务1 课堂