第三章 5 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（人教版2019）

第三章　相互作用——力 5．共点力的平衡 1．理解平衡状态，掌握共点力的平衡条件。2.进一步掌握分析物体受力的方法。3.能根据共点力的平衡条件分析计算共点力的平衡问题。 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 匀速直线运动 合力为0 * 1．平衡状态：物体在力的作用下保持的eq \x(\s\up1(01))____或eq \x(\s\up1(02))____________状态。 2．共点力平衡的条件：在共点力作用下物体平衡的条件是eq \x(\s\up1(03))__________。 温馨提示：实际问题中如果可以不考虑物体形状和大小而把物体当成一个质点时，作用在该物体上的几个力都可以被看作是共点力。 目录 × √ × 提示 * 判一判 (1)共点力一定作用于物体上的同一点。(　　) (2)共点力一定作用于同一物体上。(　　) (3)作用于同一物体上的所有的力都是共点力。(　　) 提示：共点力不一定作用于物体上的同一点，也可能是共点力的作用线交于一点。 提示：作用于同一物体上的力不一定是共点力，也可能是平行力。 目录 × √ √ 提示 * (4)平直道路上高速匀速行驶的赛车处于平衡状态。(　　) (5)合力保持恒定的物体处于平衡状态。(　　) (6)物体的加速度为零，则物体一定处于平衡状态。(　　) 提示：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。 目录 课堂探究评价 KE TANG TAN JIU PING JIA 目录 探究1 探究2 探究　　共点力的平衡条件 * 仔细观察下列图片，认真参与“师生互动”． 目录 探究1 探究2 提示 * 活动1：如图所示，重力为G的木棒处于平衡状态，根据每幅图中各个力作用线的几何关系，能把这四种情况的受力分为哪两类？ 活动2：如果物体保持静止或匀速直线运动状态，我们就说物体处于平衡状态。二力平衡的条件是什么？ 提示：甲图和丁图中力的作用线能交于一点，木棒所受的力是共点力；乙图和丙图中力的作用线不能交于一点，木棒所受的力不是共点力。 提示：初中我们学过，作用在同一物体上的两个力，如果大小相等、方向相反，并且在同一直线上，这两个力平衡。即二力平衡时，物体所受的合力为0。 目录 探究1 探究2 提示 * 活动3：根据上述活动以及力的合成，以甲图或丁图为例，试分析受多个共点力作用的物体，在什么条件下才能保持平衡状态？ 提示：如果物体受到多个共点力作用，我们可以通过力的合成，最终等效为两个力作用，例如可以先将甲图或丁图中的F1和F2合成为F，则木棒等效于受F和G两个力。如果这两个力的合力为0，则所有力的合力为0，木棒将处于平衡状态。因此，在共点力作用下的物体处于平衡状态的条件是合力为0。 目录 探究1 探究2 * 1．平衡状态：指物体处于静止状态或匀速直线运动状态。 对静止状态的理解：静止与速度v＝0不是一回事。物体保持静止状态，说明v＝0，a＝0，两者同时成立。若仅是v＝0，a≠0，如自由下落开始时刻的物体，并非处于静止状态。 目录 探究1 探究2 * 2．共点力平衡的条件：合力为0。 数学表达式有两种：①F合＝0；②eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(Fx合＝0,Fy合＝0))。 Fx合和Fy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。 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F1l1＝F2l2。 目录 探究1 探究2 * 3．共点力平衡的几种常见类型 目录 探究1 探究2 * 4．共点力平衡问题的常见处理方法 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 力的三角形法 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eq \f(a,sin∠A)＝eq \f(b,sin∠B)＝eq \f(c,sin∠C)。 目录 探究1 探究2 [答案]　F＝mgtanθ 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