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

共点力的平衡 人教版（2019）高一物理必修第一册第三章第五节 目录 contents 平衡状态 01 共点力的平衡条件 02 共点力平衡的典例精析 03 新课导入 神奇的平衡鸟 感受生活的中的平衡 新课导入 思考 共点力 四种受力情况怎样分类 甲 共点力 丙 非共点力 乙 非共点力 新课导入 丁 平衡状态 。 01 新课进行 平衡状态：物体受到几个力作用时，如果保持静止或匀速直线运动状态，我们就说这个物体处于平衡状态。 注意：物理中的“缓慢运动”由于变化小， 也作为平衡状态来处理。 匀速运动的汽车 桌上的书 传送带上匀速运动物体 新课进行 静止的挂画 危险的悬石 舒适的吊床 匀速运动的滑道车 静止的吊灯 匀速运动的电梯 新课进行 对共点力平衡状态的理解 1.共点力平衡两种情形： （1）物体处于静止状态。 （2）物体处于匀速直线运动状态。 2.物体速度为零（ )与静止的关系： 速度为零时（ )：①速度无变化时（ ) ，物体处于静止和平衡状态。②速度有变化时（ ) ，物体不静止且处于非平衡状态。如竖直上抛运动的物体到达最高点时，速度为0，但不静止、不平衡。 共点力的平衡条件 。 02 新课进行 思考 如果物体只受两个共点力的作用，则在什么条件下物体平衡呢？ 作用在同一物体上的两个力，如果大小相等、方向相反，并且在同一条直线上，这两个力平衡。二力平衡时物体所受的合力为零。 新课进行 想想 如果物体受到多个共点力的作用而处于平衡状态，它的平衡条件又是什么呢？ 做做 请同学们做图分析，寻找三力平衡的条件。 利用平行四边定则作出任意两个力的合力，这个合力与第三个力等大、反向，转化成二力平衡，三力的合力为0。 新课进行 如果物体受到多个共点力的作用，则可以逐步通过力的合成，最终转化为两个力的作用。 多力平衡条件：物体受多个力时，任意一个力与其余各力的合力等大、反向、共线，也就是多力合力为0。 在共点力作用力下，物体平衡的条件是合力为0，即 RZH (R) - RZH (R) - 新课进行 注意：当物体受到多个共点力作用时，如果运用正交分解法求解合力，则物体的平衡条件为 正交分解表达式 Fx合=0 F1x+F2x+…+Fnx=0 Fy合=0 F1y+F2y+…+Fny=0 新课进行 注意：①物体处于平衡状态，则两个共点力等大、反向、共线或一个共点力与其余的力的合力等大、反向、共线。 ②有时物体不处于平衡状态，但它可能在某一方向上合力为0。如在光滑水平面上加速运动的物体，它在竖直方向上处于平衡状态。 新课进行 共点力平衡条件的验证 共点力平衡的典例精析 。 03 新课进行 模型 以小孩作为研究对象进行受力分析，分别沿滑梯斜面方向和垂直于斜面方向建立x和y轴,对重力进行正交分解，则由平衡条件得： 由滑动摩擦力公式由几何关系得： 代入数据解得: h 方法一：正交分解法 静态平衡 【例题1】某幼儿园要在工地上做一个滑梯。如图所示，根据空地的大小，滑梯的水平跨度确定为6米。设计时，滑板和儿童裤料之间的动摩擦因数为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？ 新课进行 合成法 分解法 以小孩作为研究对象进行受力分析，作出所受支持力和摩擦力的合力，由平衡条件得： 滑动摩擦力为由几何关系得： 代入数据解得: 对小孩进行受力分析后，依据效果可以分解任意力，如作出支持力沿重力方向和斜面方向的两个分力，由平衡条件得： 滑动摩擦力为由几何关系得： 代入数据解得: h 方法二：合成法 方法三：分解法 新课进行 设绳AO和绳BO拉力分别为F1和F2 ，沿分别沿水平方向和竖直方向建立直角坐标系,对F1进行正交分解，则由平衡条件得： 解得 方法一：正交分解法 【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位置。如图所示，悬挂重物的细绳其O点被以水平绳BO牵引，使沿绳AO段和竖直方向成角θ。若悬吊物所受的重力为G，则悬绳AO和水平绳BO所受到的拉力各等于多少 新课进行 设绳AO和绳BO拉力分别为F1和F2 ，可以选择任意合成两个分力，如图所示,平衡条件得： 解得： 方法二：合成法 新课进行 设绳AO和绳BO拉力分别为F1和F2 ，可以选择任意两个力平移，与另一个力够成矢量三角形，如图所示,依矢量关系得： 解得： 方