第3章 第6节 共点力的平衡条件及其应用（Word教参）-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中物理必修第一册（粤教版2019）

第六节　共点力的平衡条件及其应用 核心素养导学 物理观念 (1)知道什么是共点力。 (2)知道平衡状态的概念。 (3)知道共点力平衡的条件：物体所受合力为零。 科学思维 (1)在二力平衡的基础上，经过科学推理，得出共点力平衡的条件。 (2)会用共点力的平衡条件，分析生活和生产中的实际问题。 科学态度与责任 通过应用共点力的平衡条件解决有关问题，体会物理学知识的实际应用价值。 一、共点力的平衡 1．共点力：如果几个力作用在物体的同一点上，或者几个力的作用线相交于同一点，这几个力就称为共点力。 2．平衡状态：物体处于静止或者保持匀速直线运动的状态。 3．共点力的平衡：物体受到共点力的作用且处于平衡状态。 4．平衡条件：为了使物体保持平衡状态，作用在物体上的力所必须满足的条件。 (1)物体处于平衡状态不一定静止。 (2)物体速度为零的状态不一定是平衡状态。　　 二、探究共点力的平衡条件 1．二力平衡条件：物体在两个共点力的作用下处于平衡状态，其平衡条件是这两个力的大小相等、方向相反，作用在同一直线上。 2．物体受三个不在一条直线上的共点力作用的平衡条件 (1)实验探究： ①三根细绳固定在汇力圆环上，用三个弹簧测力计拉三根细绳的末端，使汇力圆环与定位圆重合，用铅笔在平板上记下这三个拉力的大小和方向。 ②在平板上用力的图示法画出三个力F1、F2、F3，如图所示。 ③用力的平行四边形定则作出其中两个力的合力，然后将合力与另一个力进行比较。 (2)结果：任意两个力的合力与第三个力均大小相等，方向相反，作用在同一直线上。 (3)物体受多个共点力的作用而处于平衡状态时，其平衡条件是所受合力为零。 三、共点力平衡条件的应用 物体受多个共点力处于平衡状态时，物体所受合力F合＝0，其正交分解形式为：Fx合＝0，Fy合＝0。其中Fx合、Fy合分别是将力正交分解后，物体在x轴和y轴方向上所受的合力。,1.在生活中，平衡无处不在，大自然中耸立的山峰、水平匀速行驶的汽车，乃至著名的比萨斜塔，它们都处于平衡状态。仔细思考它们有哪些不同？在物理学中“平衡”这个词究竟是什么含义？ 提示：耸立的山峰和比萨斜塔都处于静止状态，水平匀速行驶的汽车处于匀速直线运动状态。在物理学中“平衡”的含义是保持原有运动状态不变。 2．如图所示，斧头、瓶子均处于静止状态，请对以下结论作出判断。 (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、瓶子所受的合力均为零。(√) 3．(1)著名景点——黄山飞来石独自静止于悬崖之上，它受哪些力作用？这些力大小、方向有何关系？它们的合力有何特点？ (2)高铁在水平轨道上匀速前进，它受哪些力作用？它们的合力有何特点？ 提示：(1)受重力和支持力，大小相等、方向相反，合力为零。 (2)受重力、支持力、牵引力和阻力，这四个力的合力为零。 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