3.5共点力的平衡 课件-2024-2025学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

第五节 共点力的平衡 第三章 相互作用 ——力 1 1.物理观念：能够解释平衡状态的含义，并能够判断一个物体所处的状态是否平衡 2.科学思维：能够通过实验和练习归纳出应用力的平衡条件解决实际问题的基本步骤和基本方法 3.科学探究：能够从物理现象和实验中归纳简单的科学规律 4.科学态度与责任：能根据共点力的平衡条件分析计算共点力的平衡问题。意识到物理规律在现实生活中的重要作用，增强对物理学习的兴趣 教学目标 平衡术 网红平衡大师 山东网红平衡大师：王业坤 匀速拉起的货物受到平衡力作用 物体受到几个力作用时，如果保持静止或______________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”可视为速度很小，接近于0，从而把“缓慢运动”作为平衡状态来处理。 平衡状态 匀速直线运动 F1 F2 mg mg FN F f 用两根生挂在天花板上的木块 做匀速直线运动的物体 F合=0 F合=0 1．二力平衡条件：作用在同一物体上的两个力，如果__________，方向相反，并且在同一条直线上，那么这两个力平衡。 2．共点力平衡条件：_________。 共点力的平衡条件 大小相等 F合=0 ①二力平衡：若物体在两个力作用下处于平衡状态，则这两个力一定等大、反向。 ②三力平衡：若物体在三个共点力作用下处于平衡状态，则其中任意两个力的合力与第三个力等大、反向。 ③ 多力平衡：若物体在n个共点力作用下处于平衡状态，则其中任意(n－1)个力的合力与第n个力等大、反向。 共点力的平衡问题解题要点：①受力分析②力的合成与分解 F1 F2 F3 F4 F5 F6 若物体在几个共点力作用下处于平衡状态，则其中任意一个力的合力与其它力的合力等大、反向。 例如， F1和其他五个力的合力等大反向。 F2和其他五个力的合力等大反向。 F3和其他五个力的合力等大反向。 F4和其他五个力的合力等大反向。 F5和其他五个力的合力等大反向。 F6和其他五个力的合力等大反向。 F合13456 F合23456 F合12456 F合12356 F合12346 F合12345 F1 F2 F3 F4 F5 F6 已知：F1=10N ,F2=15N ,F3=20N ,F4=35N , F5=40N ,F6=48N，且物体在这六个共点力作用下处于平衡状态。得： F合13456 F合23456 F合12456 F合12356 F合12346 F合12345 F合23456 = F1 = 10N F合13456 = F2 = 15N F合12456 = F3 = 20N F合12356 = F4 = 35N F合12346 = F5 = 40N F合12345 = F6 = 48N 3．共点力平衡问题的常见处理方法 方法 内容 合成法 物体受三个共点力的作用而平衡，则任意两个力的合力一定与第三个力大小相等，方向相反，作用在同一直线上 效果 分解法 物体受三个共点力的作用而平衡，将某一个力按力的效果分解，则其分力和其他两个力满足平衡条件 正交 分解法 物体受到三个或三个以上力的作用而平衡，将物体所受的力分解为相互垂直的两组，每组力都满足平衡条件 力的三 角形法 对受三力作用而平衡的物体，将力的矢量图平移使三力组成一个首尾依次相接的矢量三角形，根据正弦定理、余弦定理或相似三角形等数学知识求解未知力 F1 F2 F3 F4 F3x F3y F2y F2x F4y F4x 力的正交分解法：物体受到四个共点力的作用，先画出横轴合纵轴，并把每一个力按水平和竖直方向进行分解，最后把水平和竖直方向的分力分别合成后，再对水平和竖直方向的合力进行合成。 y x F合x=(F1+F2X)-(F3X-F4X) F合Y=(F2Y+F3Y)-F4Y 例题1：如图所示，质量为m的物体在动摩擦因数μ的水平面上，受一个与水平面成θ角斜向上的拉力F的作用下，沿水平面做匀速直线运。 F F1 F2 f mg 水平方向： 竖直方向：+F支=mg F支 物体受到的共点力有： （1）斜向上的拉力F （2）水平向左的摩擦力f （3）重力mg （4）地面对物体的支持力F支 例题2：如图所示，AB、AC 两光滑斜面互相垂直，AC 与水平面成30°，质量为m的小球O 处于静止状态 F合 F1 F2 小球受到的共点力有： （1）左边斜面对小球的支持力F1 （2）右边斜面对小球的支持力F2 （3）小球受到的重力mg 两个支持力的合力和重力平衡： F合=mg 例题3：如图所示，长度不等的细线AO、BO 悬挂一个质量为m的铁球，整个系统处于静止状态。 FA FB mg F合 铁球受到的共点力有： （1）绳子A的拉力FA （2）绳子B的拉力FB （3）铁球受到的重力mg 两个绳子拉力的合力和重力平衡： F合=mg 例题4：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？ d=6m h mg mgcosθ mgsinθ f F支 解：当沿着斜面匀速下滑时高度最小。设滑梯斜面长度为L，所以满足 $$