3.5共点力的平衡 学习任务单-2023-2024学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

学习任务单 课程基本信息 学科 高中物理 年级 高一 学期 课题 人教版 物理必修第一册 第三章 第5节 共点力的平衡 学生信息 姓名 学校 班级 学号 学习目标 目标一：知道什么是共点力作用下物体的平衡状态； 目标二：掌握共点力的平衡条件； 目标三：会用正交分解法解决相关问题； 课前学习任务 1. 阅读教材72-74页； 2. 完成《能力培养与测试》52-53页； 课上学习任务 【学习任务一】平衡状态 回顾并思考：什么是共点力？ 共点力的概念：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。 平衡状态的概念： 平衡状态的运动学特征： 注意：缓慢的直线移动可认为是匀速直线运动。 思考：v=0时物体一定就是静止吗？举例说明。 注意：保持静止和瞬时速度为0意义不同。 学以致用1： 1、 放在桌子上的物体静止不动，物体处于平衡状态。（ ） 2、 百米赛跑运动员起跑时v=0的瞬间处于平衡状态。（ ） 3、 直道上高速匀速跑过的赛车处于平衡状态。（ ） 4、 物体处于平衡状态时，加速度一定等于0。（ ） 5、 合力保持恒定的物体处于平衡状态。（ ） 【学习任务二】共点力的平衡条件 思考讨论1：在两个共点力作用下的物体，保持平衡的条件是什么？ 思考讨论2：在三个共点力作用下的物体，保持平衡的条件是什么？ 思考讨论3：N个共点力的平衡条件是什么？ 共点力的平衡条件： 【学习任务三】平衡条件的理解 共点力F合=0的具体表达形式： 小试牛刀： 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。 【学习任务四】正交分解法 思考：如何求不平衡的多个共点力的合力？ 正交分解法求合力的步骤： （1）建立坐标系：以共点力的作用点为坐标原点，选择直角坐 标系的x轴和y轴时应使尽量多的力落在坐标轴上。 （2）正交分解各个力：将每一个不在坐标轴上的力分解到x轴 和y轴上，并在图中进行注明，如图所示。 （3） 列数学表达式：标出各力与x轴和y轴的夹角，然后列出各坐标轴上各分力的表达式。 （4） 求各坐标轴的合力：分别求出x轴和y轴上各力的合力，即： Fx=F1x+F2x+F3x···；Fy=F1y+F2y+F3y··· （5）求共点力的合力：合力大小F=√Fx2+Fy2。 讨论：利用正交分解法求在多个共点力作用下物体保持平衡时各坐标轴的合力有什么特点？ 例题：一木块放在粗糙的水平地面上，木块重50N，受到斜向上方向与水平面成300角的力F作用，F=50N，物块仍然静止在地面上，如图所示，则物块受到的摩擦力Ff及地面的支持力FN的大小分别为多少？ F θ 学以致用： 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？ 总结提升： 1、定义：物体保持静止或匀速直线运动的状态称为平衡状态。 2、共点力平衡的条件：F合 = 0 。 3、力的正交分解法。 课堂习题： 【练习1】（多选）下列事例中的人或物体处于平衡状态的是（　　） A．跳上运动员沿直线匀速落到地面的过程 B．汽车在水平路面上启动或刹车的过程 C．汽车停在斜坡上 D．竖直上抛出的物体，到达最高点速度为0的一瞬间 【练习2】如图所示，在斜向右上方的力F作用下，物体A静止在光滑的墙面上，物体A受到力的个数为（　　）A F A．2个 B．3个 C．4个 D．5个 【练习3】如图所示，质量为M的楔形物块静止在水平地面上，其斜面的倾角为θ．斜面上有一质量为m的小物块静止，则（　　） A．地面对楔形物块的支持力为（M+m）g B．地面对楔形物块的摩擦力不为零 C．楔形物块对小物块摩擦力可能为零 D．小物块一定受到四个力作用 课后作业： 1. 教材75页练习与应用； 2.对应章节练习册。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$