3.5.1 共点力的平衡 课件 -2023-2024学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

3.5 共点力的平衡 上课时间：2023年 11月 高中物理必修一 （人教版2019） 第三章 相互作用——力 几个力如果都作用在物体的同一点，或者它们的作用线相交于一点，这几个力叫作共点力. 限 速40km/h G F2 F1 F1 F2 F3 F f G N 匀速 共点力 不是共点力！ 复习：共点力 一、平衡状态: 保持静止或匀速直线运动状态 静止在桌面上的木块 匀速行驶的汽车 注意：1.如果物体状态发生缓慢变化，也可以近似看作平衡状态 2.v＝0不一定是平衡状态 二、共点力平衡的条件 1.力学角度：合力为0 2.运动学角度：a=0 【例1】物体受到三个共点力的作用,以下分别是这三个力的大小,其中不可能使物体平衡的是( 　) A.F1=4 N、F2=5 N、F3=6 N B.F1=4 N、F2=6 N、F3=10 N C.F1=3 N、F2=4 N、F3=8 N D.F1=3 N、F2=6 N、F3=5 N C 二、共点力平衡的条件 5 1.平衡条件： 二、共点力平衡的条件：合力为0。 F1 F3 F2 F12 ①二力平衡的条件 　 ②三力平衡的条件？ 大小相等，方向相反. 任意两个力的合力应该与第三个力等大、反向、共线. 二力平衡 F G · 练习2.(多选)下面关于共点力的平衡与平衡条件的说法正确的是 A.如果物体的运动速度为零，则必处于平衡状态 B.如果物体的运动速度大小不变，则必处于平衡状态 C.如果物体处于平衡状态，则物体沿任意方向的合力都必为零 D.如果物体受到三个共点力的作用而处于平衡状态，则任意两个力的合 力与第三个力大小相等、方向相反 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 √ G F1 F1 F2 F 思考：如何解决三力平衡的问题呢？ G F 等效 三力平衡 F合=0 二力平衡 力的合成 平衡条件： 二、共点力平衡的条件 如果我们将水桶看做一个质点，水桶受到的三个力可认为都作用在水桶的重心上，如图所示。 那么，我们如何解决这种三力平衡的问题呢？ 3力的平衡对于我们来说是一个全新的问题，我们能否将三力平衡转化为我们熟悉的二力平衡问题呢？又该怎样实现这一转化呢？ 上节课中，我们学习了力的合成与分解，如果这里我们用力的合成，利用平行四边形定则作出F1与F2的合力F，那么F1与F2的作用效果就相当于水桶只受到一个拉力F。水桶受到的力便可以等效为受到重力与F的共同作用，这样通过力的合成，我们就成功地把三力平衡问题转化为了二力平衡问题，满足二力平衡的条件，即：F与重力的合力为0，这也就意味着水桶受到的所有力的合力为0。 8 F3 F5 F1 F4 F2 ③多个共点力平衡条件： 其中（n-1）个力的合力一定与剩余那个力等大、反向、共线 F合=0 二、共点力平衡的条件 F2345=F1 练习3. 如图1所示，某个物体在F1、F2、F3、F4四个力的作用下处于静止状态.若保持F4大小不变、方向改变180°，其余三个力的大小和方向均不变，则此时物体所受到的合力大小为 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 图1 √ 【例题2】如图悬吊重物的细绳，其 O 点被一水平绳BO牵引，使悬绳AO段和竖直方向成θ角。若悬吊物所受的重力为G，则悬绳AO和水平绳BO所受的拉力各等于多少？ F3 F2 F1 1.合成法 三、案例分析 【例题2】如图悬吊重物的细绳，其 O 点被一水平绳BO牵引，使悬绳AO段和竖直方向成θ角。若悬吊物所受的重力为G，则悬绳AO和水平绳BO所受的拉力各等于多少？ F3 F2 F1 合成法 F3 F2 F1 F5 F3 F2 F1 F6 乙 丙 F3 F1 F2 F4 甲 对于三力平衡问题，可以选择任意的两个力进行合成。对甲： 三、案例分析 【例题2】如图悬吊重物的细绳，其 O 点被一水平绳BO牵引，使悬绳AO段和竖直方向成θ角。若悬吊物所受的重力为G，则悬绳AO和水平绳BO所受的拉力各等于多少？ F3 F2 F1 2.矢量三角形法 三、案例分析 1.建立合适的直角坐标系。 2.把不在坐标轴的力分解到坐标轴上。 3.列式。若平衡则x、y两方向的合力都等于0。 4.求解。 F3 F1 F2 x y F1y F1x 三、案例分析 欲合先分 3.正交分解法： 【练习】在同一平面内作用着三个共点力，它们的大小和方向如图所示。已知 ， ，则这三个力的合力大小为（　　） A．5N B． C． D．7N 【正确答案】A 达标训练 合成法：把物体所受的力合成为两个力，则这两个力大小相等、方向相反，并且在