第3章 第6节 共点力作用下物体的平衡（Word教参）-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中物理必修第一册（教科版2019）

第6节　共点力作用下物体的平衡 核心素养导学 物理观念 (1)知道什么是平衡状态及平衡状态的两种形式。 (2)掌握共点力的平衡条件及力的平衡的概念。 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问题进行分析和推理。 (2)能从不同的角度解决力与平衡问题。 科学态度与责任 能欣赏“力与平衡”之美，通过应用共点力的平衡条件解答生产、生活中的问题，体会物理学知识的实际应用价值。 一、共点力作用下物体的平衡状态 1．平衡状态：物体保持静止或做匀速直线运动时所处的状态。 2．两种平衡 (1)静态平衡：物体处于静止的状态。其特征是物体的速度为零(v＝0)，加速度为零(a＝0)，所受合外力为零(F合＝0)。 (2)动态平衡：物体处于匀速直线运动的状态。其特征是物体的速度为恒定值(v≠0)，加速度为零(a＝0)，所受合外力为零(F合＝0)。 力学中，当物体“缓慢运动”时，可视为速度很小，接近于0，往往认为“缓慢运动”的物体处于平衡状态。　　 二、共点力作用下物体的平衡条件 1．物体的平衡条件：共点力作用下物体的平衡条件是物体受到的合力为，即F合＝0。 2．正交分解平衡条件：当物体在同一平面内受到多个共点力的作用时，可用正交分解的方法，将各个力沿选定的直角坐标分解，平衡条件可写成。 (1)F合＝0是物体处于平衡状态的充分必要条件，即若物体处于平衡状态，一定有F合＝0；若F合＝0，则物体一定处于平衡状态。 (2)“静止”的物体一定处于平衡状态，但v＝0的物体不一定处于平衡状态(如竖直上抛的物体达到最高点时)。　　 1.如图所示，斧头、瓶子均处于静止状态，请对以下结论做出判断： (1)斧头、瓶子的加速度均为零。(√) (2)斧头、瓶子均处于平衡状态。(√) (3)斧头、瓶子所受的合力不一定为零。(×) 2．图中的巨石、扶梯上的人分别受到两个力作用而处于平衡状态，这两个力满足什么条件？ 提示：大小相等，方向相反，即合力为零。 新知学习(一)|物体的受力分析 [重点释解] 1．受力分析的意义 在力学中，决定物体运动状态变化与否的唯一因素是物体的受力情况，正确的受力分析是解决平衡或不平衡问题的前提。 2．受力分析常用的两种方法 项目 整体法 隔离法 概念 将加速度相同的几个物体作为一个整体来分析的方法 将研究对象与周围物体分隔开分析的方法 选用原则 研究系统外的物体对系统整体的作用力或系统整体的加速度 研究系统内物体之间的相互作用 注意问题 受力分析时不再考虑系统内物体之间的相互作用 一般隔离受力较少的物体 3．受力分析的步骤 (1)明确研究对象：研究对象可以是质点、结点、单个物体或多个物体组成的系统。 (2)按顺序分析物体所受的力：一般按照重力、弹力、摩擦力、外力的顺序分析。弹力和摩擦力都属于接触力，看研究对象与其他接触物体有几个接触面或接触点，每个接触面对研究对象都可能产生两个接触力，应根据弹力和摩擦力的判断方法逐一排查。 (3)画受力分析图，标明力的方向。 (4)检查每一个力能否找到施力物体。 [典例体验] [典例]　如图所示，物体A放在物体B上，物体B为斜面体，且放在粗糙的水平地面上，A、B均静止不动，则物体B的受力个数为(　 ) A．2个 B．3个 C．4个 D．5个 [解析]　对物体A受力分析，如图甲所示；由于A、B均静止，故可将A、B视为一个整体，受力分析如图乙所示，其水平方向无外力作用，B相对地面也就无运动趋势，故地面对B无摩擦力；对物体B受力分析，如图丙所示，物体B共受到四个力，选项C正确。 [答案]　C /方法技巧/ 受力分析中如何防止“多力”或“漏力” (1)防止“多力”：对每个力都要找出其施力物体，若某个力找不到施力物体则说明该力不存在；另外合力与分力不能重复分析。 (2)防止“漏力”：按正确的顺序(即重力→弹力→摩擦力→其他力)进行受力分析是保证不“漏力”的有效措施。　　 [针对训练] 1．(2023·浙江1月学考)如图所示，在2022年北京冬奥会单板大跳台比赛中， 一位运动员从跳台上腾空而起。运动员和单板在空中时，受到的力有(　 ) A．重力、冲力 　　 B．重力、空气阻力 C．重力、空气阻力、冲力 　　 D．空气阻力、冲力 解析：选B　运动员和单板在空中时，受到重力和空气阻力，没有冲力，选项B正确。 2．(2022·龙岩高一检测)如图所示，放在粗糙水平面上的物体A上叠放着物体B。A和B之间有一根处于压缩状态的弹簧。A、B均处于静止状态，下列说法中正确的是(　 ) A．B受到向左的摩擦力 B．B对A的摩擦力向右 C．地面对A的摩擦力向右 D．地面对A没有摩擦力 解析：选D　对物体B进行受力分析，竖直方向受重力和支持力，水平方向上受摩擦力和向左的弹力，因为B保持