3.5 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

第5节 共点力平衡 人教版（2019）必修第一册 第三章相互作用与力 新课引入： 一.认识共点力 问题：根据每幅图中各个力作用线的几何关系，可以把上述四种情况的受力分为两类，你认为哪些情况属于一类？你是根据什么来划分的？ 力的作用线相交于一点，这些力是共点力。 二.共点力平衡的条件 2.平衡状态的运动特征：v不变，即：a=0 问题：物体静止或者匀速直线匀速时，物体所受的力满足什么条件？ 1.平衡状态 物体处于静止或者匀速直线运动的状态，就说这个物体处于平衡状态。 实验探究1 实验结论：物体受两个力平衡，两个力大小相等，方向相反，并且作用在同一直线上。 二力平衡时物体所受的合力为0. 实验探究2 实验结论：物体受三个力平衡，其中两个力的合力与第三个力大小相等，方向相反，并且作用在同一直线上。 三力平衡时物体所受的合力为0. 推理：物体受多个力作用，逐步通过力的合成，最终等效为两个力的作用。如果这两个力的合力为0，则意味着所有的力的合力为0. 在共点力作用下，物体平衡的条件是合力为0 三.共点力平衡条件的应用 问题引导： 1.生活情景中的滑梯，小孩可以怎么简化处理？ 2.以儿童为研究对象，儿童受哪些力？ 3.“儿童游戏时能在滑板上滑下”，重力沿斜面的分力与滑动摩擦力满足什么关系？ 4.假设儿童匀速下滑，求滑梯的高度？ 【例题1】某幼儿园要在空地上做一个滑梯（图3.5-1甲），根据空地的大小，滑梯的水平跨度确定为6m。设计时，滑板和儿童裤料之间的动摩擦因素取0.4，为使儿童游戏时能在滑板上滑下，滑梯至少要多高？ （1）正交分解法 （2）合成法 问题引导： 1.三条绳的拉力交点在哪里？该点是否平衡？ 2.三段绳的拉力大小是否相等？ 【例题2】生活中常用一根水平绳拉着悬吊重物的绳索来改变或固定悬吊物的位置。如图3.5-2，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？ “死结”将绳子分为两段，故两段绳子上弹力不一定相等. “活结”将绳子分为两部分，实际还是一根绳子，故绳子上弹力处处相等. 本题O点为死结，三段绳的拉力大小不一定相等。 [例题3]如图所示，质量为m=4kg物块放在水平地面上，恒定外力F=10N作用在物块上，与水平方向的夹角为θ=30°，物块一直保持静止。重力加速度为g=10m/s2，求：（1）地面对物块的支持力和摩擦力的大小；（2）若逐渐增大外力F，当F为16N时，物块刚好要滑动，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则物块与地面间的动摩擦因数为多少？ G N f 【详解】（1）设小物块受地面的支持力为N，在竖直方向上合力为零，因此有 物块一直保持静止，水平方向合力为零，所以摩擦力的大小 （2）当F为16N时，物块刚好要滑动，此时 归纳总结：三个力平衡常用合成或者分解法处理；三个以上的力平衡用正交分解法处理。 $$