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word（人教版2019）

物理必修·第一册[U] 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 5.共点力的平衡 ②核心素养定位 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 课前自主学习 1,平衡状态：物体在力的作用下保持的splO)静止或sp1O2匀速直线 运动状态。 2.共点力平衡的条件：在共点力作用下物体平衡的条件是sDlO3)合力为0。 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。 课前检测三 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。() (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：()×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。 (2)N (3)× 作用于同一物体上的力不一定是共点力，也可能是平行力。 (4)y (⑤)×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。 (6)N ◆独家授权侵权必究· 物理必修·第一册[U] 色学科网书城■ 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 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”。 甲 师生互动 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？ 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。 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：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。 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乃1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。 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。 3 ◆独家授权侵权必究· 物理必修·第一册[U] 色学科网书城四 品牌书店·知名教辅，正版资源 b.ZXXK.cOm● 您身边的互联网+教辅专家 >特别提醒 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。 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Fl =F2l2 3.共点力平衡的几种常见类型 二力作用 二力等大，反向，是 ·对相互平衡的力 共点力 三力 任两力的合力 此时表示三个力的有 向线段首尾相接组成 的平衡 作用 与第三个力等 大、反向 闭合矢量三角形 多 任一个力与其 此时表示多个力的有 作用 他所有力的合 向线段首尾相接组成 力等大，反向 闭合矢量多边形 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 合成法 第三个力大小相等，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 正交分解法 解为相互垂直的两组，每组力都满足平衡条件 ·独家授权侵权必究· 物理必修·第一册[U] 色学科网书城四 品牌书店·知名教辅，正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 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 力的三角形法 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asin∠A=bsin∠B=csin∠C。 实践提升 例°在科学研究中，可以用风