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

DISANZHANG 第三章 相互作用——力 物理必修第一册 共点力的平衡 第 5 讲 目标 要求 1.知道什么是共点力.2.在二力平衡的基础上，经过科学推理，实验探究得出共点力平衡的条件.3.会用共点力平衡的条件，分析生活和生产中的实际问题，体会物理学知识的实际应用价值. 1. 根据每幅图中各个力作用线的几何关系，可以把下面四种情况的受力分成两类，判断哪些情况属于同一类？ 2. 你的判断依据是什么？ 问题 研究探索 几个力的作用线交于一点 F1 F2 G 哪些物体在共点力的作用下处于平衡状态？ 思考 学以致用 G FN G F1 F2 G F1 F2 G F1 F2 F3 G FN F Ff F1 F2 F 静止的书 静止的画框 静止的水桶 静止的花盆 静止的扁担 匀速直线运动的汽车 受共点力的物体在什么条件下才会保持平衡呢？ 图片中的物体是怎样实现平衡的？ 回顾 温故知新 二力平衡 FN=G 平衡条件：作用在物体上的两个力，大小相等、方向相反，并且在同一条直线上。 F合=0 力的合成 如何解决三力平衡的问题呢？ 猜想 举一反三 G F1 F1 F2 F G F 等效 三力平衡 F合=0 二力平衡 力的合成 平衡条件： 活动一 实验：验证共点力作用下物体的平衡条件 7 实验目的：验证物体在三个共点力作用下平衡时，合力为0 实验器材：桌板、细绳套、弹簧测力计、小圆环、白纸 实验步骤：（1）在白纸上用三个弹簧测力计拉动细绳套，使小圆环处 于静止状态； （2）记录小圆环处于的O点，以及三根细线的方向、三根弹 簧测力计的示数F1、F2、F3； 实验 验证共点力作用下物体的平衡条件 数据处理：（1）用铅笔和刻度尺从点O沿三根细线方向画直线，按选定 的标度作出F1、F2、F3的图示。 （2）以F1和F2为邻边用刻度尺作平行四边形，过O点画平行 四边形的对角线，此对角线代表的力记为F12。 （3）分析数据，比较F12和F3在误差允许范围内是否等大、 反向，从而得出结论。 实验结论： 实验 验证共点力作用下物体的平衡条件 在误差允许范围内，物体在三个共点力作用下处于静止状态 时，其中两个力的合力与第三个力构成一对平衡力，合力为0。 结论 总结归纳 1.二力平衡的条件 两个力构成一对平衡力 F合=0 F合=0 2.三力平衡的条件 两个力的合力与第三个 力构成一对平衡力 3.多力平衡的条件 （n-1）个力的合力与第 n个力构成一对平衡力 在共点力作用下物体平衡的条件是合力为0，我们把它称为共点力平衡的条件。 一、共点力的平衡条件 F合=0 练1　如图所示，物体在五个共点力的作用下保持平衡。如果撤去力F1，而保持其余四个力不变， 请在图上画出这四个力的合力的大小和方向。 练习1　共点力平衡条件的理解 F 二力平衡 多力平衡 A B C x y b l h 例1　某幼儿园要在空地上做一个滑梯，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数取0.4，为使儿童在滑梯游戏时能在滑板上滑下，滑梯至少要多高？ 例题1　应用共点力平衡条件解决实际问题 FN Ff G F1 F2 θ θ 用正交分解法解决平衡问题的一般步骤： （1）明确研究对象，对物体受力分析； （2）建立平面直角坐标系，让尽量多的力在坐标轴上； （3）将不在坐标轴上的力进行分解； （4）列x轴、y轴两个方向的平衡方程。 归纳 方法总结 例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？ 例题2　总结归纳应用共点力平衡条件解决实际问题的方法，构建物理模型 F3 F1 F2 x y F1y F1x 方法一：正