3.6共点力的平衡条件及其应用-2024-2025学年高一物理同步教学课件（粤教版2019必修第一册）

第六节 共点力的平衡条件及其应用 粤教版（2019）高中物理必修第一册 第三章 相互作用 @HY 新课引入 共点力的平衡 平衡条件 平衡条件应用 你觉得这些平衡的难点在哪？它的受力有什么特点？ 新课引入 共点力的平衡 平衡条件 平衡条件应用 【思考问题】 图甲、乙、丙、丁分别画出了重力为 的木棒在力 和 的共同作用下处于平衡状态的情况，这些力都位于同一平面内。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成两类，你认为哪些情况属于同一类？你是根据什么来划分的？ 图甲和图丁是同一类 新课引入 共点力的平衡 平衡条件 平衡条件应用 如果几个力作用在物体的同一点上[如图(a)所示]，或者几个力的作用线相交于同一点[如图(b)所示]，这几个力就称为共点力。 (a) (b) 新课引入 共点力的平衡 平衡条件 平衡条件应用 平衡状态：物体处于静止或者保持匀速直线运动的状态。 共点力的平衡：物体受到共点力的作用且处于平衡状态。 平衡条件：为了使物体保持平衡状态，作用在物体上的力所必须满足的条件。 匀速推箱子 G F推 f FN mg FN 静止在树上的小鸟 新课引入 共点力的平衡 平衡条件 平衡条件应用 二力平衡的条件： 两个力的大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。 mg FN 静止在树上的小鸟 三个力或者四个力 要怎么分析？ 新课引入 共点力的平衡 平衡条件 平衡条件应用 探究三个不在一条直线上的共点力的平衡条件 1、分别用弹簧测力计连接在三根细绳的末端， 使汇力圆环与定位圆重合。 2、记录三个拉力的大小和方向。 3、用力的图示画出三个拉力。 4、用力的平行四边形定则作出 、 的合力 。 5、比较 与 的大小和方向。 新课引入 共点力的平衡 平衡条件 平衡条件应用 一个物体在三个共点力作用下处于平衡状态，其中任意两个力的合力一定与第三个力大小相等方向相反（合外力为零） 根据实验结果，得出物体在三个共点力作用下的平衡条件是： F合=0 新课引入 共点力的平衡 平衡条件 平衡条件应用 多力平衡：物体受多个力时，任意一个力与其余各力的合力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。 mg FN F牵 Ff 四力（多力）平衡 ★在共点力作用下物体平衡的条件：合力F合=0 匀速运动的小车 新课引入 共点力的平衡 平衡条件 平衡条件应用 解：对小球的受力分析如图，由几何关系 例题1：在图中，小球重3N，光滑斜面的倾角 为 。求斜面及竖直放置的挡板对小球作用力的大小。 而 代入数据得： 即斜面对小球的作用力为3.5N， 挡板对小球的作用力为1.7N 新课引入 共点力的平衡 平衡条件 平衡条件应用 例题2：在科学研究中，人们利用风力仪直接测量风力的大小，其原理如图所示，仪器中有一根轻质金属丝，悬挂着一个金属球。无风时，金属丝竖直下垂。当受到沿水平方向吹来的风时，金属丝偏离竖直方向一个角度，风力越大，偏角越大。通过传感器，就可以根据偏角的大小指示出风力的大小。那么，风力的大小F跟小球质量m、偏角θ之间有什么关系？ 方法一：力的合成法 如图所示，风力F和拉力T的合力与重力等大反向。 由平行四边形定则可得F＝mgtanθ 1．物体在共点力作用下，下列说法正确的是(　　) A．物体的速度在某一时刻等于零，就一定处于平衡状态 B．物体相对另一物体保持静止时，一定处于平衡状态 C．物体所受合力为零，就一定处于平衡状态 D．物体做匀加速运动时，物体处于平衡状态 C 课堂练习 2．如图所示，某工人正在修理草坪，推力F与 水平方向成α角，割草机沿水平方向做匀速直 线运动，则割草机所受阻力的大小为(　　) B 课堂练习 3. 一个质量为50Kg的物体，在平行于斜面的拉力F作用下，沿倾角为300的斜面匀速运动（如图），已知斜面的动摩擦因数为0.3。求拉力F为多大？ 解： 在沿斜面方向和垂直于斜面的方向上列力的平衡方程 F = G1+ f = G sin300 + μN N = G cos300 F = mg sin300 +μ mgcos300 = 50×9.8×（0. 5 +0. 3×0. 87）N = 372. 9 N 解上面的方程组，可得 300 G N F G1 G2 f x y 课堂练习 4.置于水平地面上的木箱重G=680N，木箱与地面之间的动摩擦因数μ=0.2。一个人用与水平方向成37°向下的力F推木箱，木箱做匀速直线运动。求推力F和地面对木箱的支持力FN的大小。（已知sin37°=0.6，cos37°=0.8） 木箱受力如图。 对木箱由共点力平衡条件， 水平方向： 竖直方向： 且： 由上面三式解得： 37° F x y 课堂练习 30° 30° 5. 如图，皮带运输机把货物由低处匀速运往高处，货物相对于皮带是静止的。 若传送带与水平地面的夹角为30°，货物质量为100kg，求传送带对货物的支持力和摩擦力的大小。 （g取10m/s2） Ff 传送带对货物的支持力： 静摩擦力： FN mg FN 货物受力如图，由共点力平衡条件可知， 课堂练习 A．F sin α　　　　 B．F cos α C． eq \f(F,sin α) D． eq \f(F,cos α) . . . A B $$