第三章 第六节 共点力的平衡条件及其应用-【导与练】2023-2024学年高中物理必修第一册同步全程学习教学课件ppt（新教材，粤教版）

第六节　共点力的平衡条件及其应用 [定位·学习目标] 1.通过学习共点力、平衡状态及共点力平衡的概念,理解两种平衡并解决相关实际问题. 2.通过理解共点力的平衡条件,培养运用正交分解法分析、计算平衡问题的科学思维. 3.通过分析讨论实际的平衡问题,学会与他人合作交流,提高实验探究能力,培养学习兴趣. 探究·必备知识 突破·关键能力 检测·学习效果 探究·必备知识 物理 一、共点力的平衡 1.共点力 (1)如果几个力作用在物体的 上,或者几个力的作用线 ,这几个力就称为共点力. 同一点 相交于同一点 (2)为了明确表示物体所受的共点力,在作力的示意图时,可以把这些力的作用点画到它们作用线的 上. 公共交点 探究·必备知识 突破·关键能力 检测·学习效果 2.平衡状态 物体处于 或者保持 的状态叫作平衡状态. 3.共点力的平衡 物体如果受到共点力的作用且处于 状态,就叫作共点力的平衡. 静止 匀速直线运动 平衡 探究·必备知识 突破·关键能力 检测·学习效果 4.共点力的平衡条件 为了使物体保持平衡状态,作用在物体上的 所必须满足的条件,叫作共点力的平衡条件. 二、探究共点力的平衡条件 1.二力平衡 二力平衡是指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 ,方向 ,作用在 直线上. 力 相等 相反 同一 探究·必备知识 突破·关键能力 检测·学习效果 2.探究多个共点力的平衡条件 (1)实验过程. 取一个汇力圆环、三根一端带小钩的细绳、三个弹簧测力计,将三个小钩都钩在汇力圆环上. ①如图甲所示,分别将弹簧测力计连接在三根细绳的末端,使汇力圆环在三根细绳的拉力作用下与平板上的定位圆重合. 探究·必备知识 突破·关键能力 检测·学习效果 ②用铅笔在平板上记下这三个拉力的大小和方向. ③在平板上用力的图示法画出这三个力F1,F2,F3,如图乙所示. 探究·必备知识 突破·关键能力 检测·学习效果 ④用力的平行四边形定则作出F1、F2的合力F,如图丙所示.比较F与F3的大小和方向.作出F2、F3的合力F′,如图丁所示,或者作出F1、F3的合力F″,如图戊所示,然后将合力与另外一个力进行比较. 探究·必备知识 突破·关键能力 检测·学习效果 ⑤在保证汇力圆环与定位圆重合的前提下,改变三根细绳的拉力大小和方向,重复上述步骤. (2)实验结论. 大量的实验表明,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 探究·必备知识 突破·关键能力 检测·学习效果 1.判断正误. (1)作用在同一物体上的几个力一定是共点力.(　 　) (2)共点力一定作用于物体上的同一点.(　 　) (3)处于平衡状态的物体一定处于静止状态.(　 　) (4)某时刻物体的速度为零时,物体一定处于平衡状态. (　 　) (5)物体处于平衡状态时任意方向的合力均为零.(　 ) √ × × × × 探究·必备知识 突破·关键能力 检测·学习效果 2.孔明灯相传是由三国时的诸葛孔明发明的.如图所示,有一盏质量为m的孔明灯升空后向着东北偏上方向沿直线匀速上升,则此时孔明灯处于平衡状态吗?你能求出此时孔明灯所受空气作用力的大小和方向吗? 答案:孔明灯升空后向着东北偏上方向匀速直线运动,合力为零,处于平衡状态;只受重力和空气的作用力,根据平衡条件可知空气的作用力的大小为mg,方向竖直向上. 探究·必备知识 突破·关键能力 检测·学习效果 突破·关键能力 物理 探究点一　共点力的平衡条件的理解 1.图甲中被鸟踩在脚下静止的石头,图乙中在直斜坡上匀速行驶的汽车,图丙中运动员发球时被竖直抛到最高点的网球,三个物体中处于平衡状态的是哪些?处于平衡状态的物体加速度有何特点? 答案:图甲中的石头和图乙中的汽车处于平衡状态,图丙中的网球速度为零但不是静止状态,故不是平衡状态;处于平衡状态时加速度为零. 探究·必备知识 突破·关键能力 检测·学习效果 2.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. 答案:其余四个力的合力与F1大小相等、方向相反. 探究·必备知识 突破·关键能力 检测·学习效果 1.“静止”和“v=0”的区别与联系 2.两种平衡条件的表达式 (1)F合=0. 探究·必备知识 突破·关键能力 检测·学习效果 3.由平衡条件得出的三个结论 探究·必备知识 突破·关键能力 检测·学习效果 [例1]如图所示,轻杆一端固定在竖直墙壁上,另一端固定一个质量为0.4 kg的小球,劲度系数为100 N/