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5节 共点力的平衡 第三章 相互作用——力 高中物理人教版（2019）必修第一册 1 01 平衡状态 静止的书 匀速直线运动的汽车 静止的画框 静止的水桶 静止的花盆 静止的扁担 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。 加速度为0 2 01 平衡状态 根据每幅图中各个力作用线的几何关系，可以把下面四种情况的受力分成两类，判断哪些情况属于同一类？ 你的分类依据又是什么呢？ 甲丁是一类，三个力作用线可以交于一点 乙丙是一类，三个力互相平行，不相交 根据作用线是否交于一点 3 01 平衡状态 G FN G F1 F2 G F1 F2 G F1 F2 F3 G FN F Ff F1 F2 F 静止的书 静止的画框 静止的水桶 静止的花盆 静止的扁担 匀速直线运动的汽车 4 02 共点力作用下物体平衡的条件 ①二力平衡的条件：大小相等、方向相反，并且在同一条直线上，物体所受的合力为0。 ②三个共点力平衡的条件：任意两个力的合力与第三个力大小相等方向相反，在同一条直线上 F2 F1 F3 F12 F12 F3 二力平衡 结论：共点力的平衡条件：F合=0 5 随堂练习 1. 下列实例中的物体处于平衡状态的是 (　　) A．“神舟”号飞船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．汽车停在斜坡上不动 D．竖直上抛的物体在到达最高点的那一瞬间 AC 随堂练习 2.物体受共点力的作用，下列说法正确的是（　　） A．物体的速度等于零，物体就一定处于平衡状态 B．物体所受合力为零时，就一定处于平衡状态 C．物体相对另一物体运动时，物体一定不处于平衡状态 D．物体相对另一物体保持静止时，物体一定处于平衡状态 B 随堂练习 3.关于物体的平衡状态，下列说法正确的是（　　） A．物体处于平衡状态则其速度为零，物体处于非平衡状态则其速度不为零 B．物体只有在受一对平衡力时，才可以处于平衡状态 C．物体只有处于平衡状态时，物体的运动状态才不变 D．用倾斜的传送带把物体送到高处，只要物体相对于传送带静止，则该物体就一定处于平衡状态 C 随堂练习 4.（多选）下列关于共点力平衡状态的说法正确的是（　　） A．如果物体的运动速度为0，则物体必处于平衡状态 B．如果物体处于平衡状态，则合力都必为0 C．如果物体的运动速度大小不变，则物体必处于平衡状态 D．如果物体受到三个共点力的作用而处于平衡状态，则任意两个力的合力与第三个力一定大小相等、方向相反 BD 03 平衡条件的理解和应用 F合＝0―→正交法表示 1.共点力的平衡条件：F合=0 2.在分析问题时，注意“静止”和“v＝0”不是一回事 10 随堂练习----题型一：判断受力情况 5.如图所示，被踢出的足球在空中呈曲线轨迹飞行，并在球门前急速下落飞入球门，我们将这样飞行轨迹的球叫“香蕉球”，则足球在空中运动过程中受到的力有（　　） A．仅受重力 B．重力、空气作用力 C．重力、踢力 D．重力、向心力 B 随堂练习----题型一：判断受力情况 6.滑板运动是一项极限运动，关于此项运动，下列说法正确的是（　　） A．当在平直路面上滑行时，运动员只受重力的作用 B．当在平直路面上滑行时，运动员对滑板的压力就是运动员的重力 C．运动员从滑板上跳起后在空中做动作时，其不受重力的作用 D．运动员从滑板上跳起后在空中做动作时，其重心不一定在人身上 D 随堂练习----题型一：判断受力情况 7.某同学在列车车厢的顶部用细线悬挂一个小球，小球会相对车厢保持静止。在某次测定中，车厢沿斜面匀速下滑，观察到的情形是（    ） C 随堂练习----题型一：判断受力情况 8.如图所示，在细线拉力作用下风筝静止在空中。若风筝重力不能忽略，则空气对风筝作用力的方向可能是（　　） A．① B．② C．③ D．④ B 随堂练习----题型一：判断受力情况 9.如图为节日里悬挂灯笼的一种方式，A、B两点等高，O为结点，轻绳AO、BO长度相等，拉力分别为FA、FB，灯笼受到的重力为G。下列表述正确的是 (　　) A．FA一定小于G　　　　 　 B．FA与FB大小相等 C．FA与FB大小不相等 D．FA与FB大小之和等于G B 随堂练习----题型一：判断受力情况 10.如图所示，一个物体沿固定斜面匀速下滑，关于物体所受的力，下列说法中正确的是（　　） A．物体所受合力的方向沿斜面向下 B．物体受到重力和支持力2个力 C．物体受到重力、支持力和摩擦力3个力 D．物体受到重力、支持力、摩擦力和下滑力4个力 C 随堂练习----题型一：判断受力情况 11.如图所示，地面为水平面，水平推力F作用在B上，A与B均处于静止状态，则物体B的受力个数为（　　） A．3 B．4 C．5 D．6 D 04 利用平衡条件计算 18 随堂练习----题型二：平衡条件的计算 12.用绳子将鸟笼挂在一根横梁上，如图所示。若鸟笼重19.6 N，求绳子OA和OB对结点O的拉力。 方法一：合成法 以结点O为研究对象，根据共点力的平衡条件，作受力分析如图所示。 F＝T，且T＝G， 由三角函数关系得 F1＝Fcos 30°＝19.6×0.866 N＝17.0 N， F2＝Fsin 30°＝19.6×0.5 N＝9.8 N。 17.0 N，方向沿绳由O指向A； 9.8 N，方向沿绳由O指向B。 随堂练习----题型二：平衡条件的计算 12.用绳子将鸟笼挂在一根横梁上，如图所示。若鸟笼重19.6 N，求绳子OA和OB对结点O的拉力。 方法二：分解法 以结点O为研究对象，根据共点力的平衡条件，作受力分析如图所示。 T＝G，将拉力T向绳OA和OB的反向分解， 由三角函数关系得 FA＝Tcos 30°＝19.6×0.866 N＝17.0 N， FB＝Tsin 30°＝19.6×0.5 N＝9.8 N。 随堂练习----题型二：平衡条件的计算 12.用绳子将鸟笼挂在一根横梁上，如图所示。若鸟笼重19.6 N，求绳子OA和OB对结点O的拉力。 方法三：正交分解法 如图所示，建立直角坐标系，将绳子OA和OB的拉力沿x、y方向正交分解。 T＝G， 由平衡条件得： 水平方向：F1cos 60°＝F2cos 30°， 竖直方向：F1sin 60°＋F2sin 30°＝T， 解得：F1＝17.0 N，F2＝9.8 N。 04 利用平衡条件计算 22 随堂练习----题型二：平衡条件的计算 13.某同学参加“筷子夹玻璃珠”游戏。如图所示，夹起玻璃珠后，左侧筷子与竖直方向的夹角θ为锐角，右侧筷子竖直，且两筷子始终在同一竖直平面内。保持玻璃珠静止，忽略筷子与玻璃珠间的摩擦。下列说法正确的是 (　　) A．两侧筷子对玻璃珠的合力比重力大 B．两侧筷子对玻璃珠的合力比重力小 C．左侧筷子对玻璃珠的弹力一定比玻璃珠的重力大 D．右侧筷子对玻璃珠的弹力一定比玻璃珠的重力大 C 随堂练习----题型二：平衡条件的计算 13.如图所示，滑草运动中，人坐在平板车上，沿着有坡度的草地下滑，若将此过程简化为人与车一起沿倾角为θ的斜面匀速下滑，则（　　） A．车与草地之间没有摩擦力 B．车与草地之间的动摩擦因数为 C．人与车之间没有摩擦力 D．人与车之间的动摩擦因数为 B 05 多物体平衡问题 25 随堂练习----题型三：多物体平衡问题 14.如图所示，水平地面上的L形木板M上放着小木块m，M与m间有一个处于压缩状态的弹簧，整个装置处于静止状态。下列说法正确的是 (　　) A．M对m的摩擦力方向向左 B．M对m无摩擦力作用 C．地面对M的摩擦力方向向右 D．地面对M无摩擦力作用 D 随堂练习----题型三：多物体平衡问题 15. 质量分别为m1，m2的两个物体通过轻弹簧连接，在F的作用下一起沿水平方向做匀速直线运动（m1在地面，m2在空中），F与水平方向成θ角，则关于m1所受支持力表达式N=________________，摩擦力表达式f=_________________。 m1g+m2g-F·sinθ F·cosθ 随堂练习----题型三：多物体平衡问题 16.如图所示，物块A、B叠放在粗糙水平地面上，一轻质弹簧一端与物块A相连，另一端悬挂在M点。若将弹簧上端缓慢移动至物块A正上方的O点，物块A、B始终处于静止状态，上端移至N点时，弹簧刚好处于原长。弹簧上端由M移动至O点的过程中，下列说法正确的是（　　） A．物块B对A的支持力一直增大 B．开始时A、B间弹力可能为0 C．地面对B的摩擦力先增大后减小 D．地面对B的支持力先减小后增大 A 随堂练习----题型三：多物体平衡问题 17.如图所示，在一粗糙水平面上有两个质量分别为m1和m2的木块1和2，中间用一原长为l、劲度系数为k的轻弹簧连接起来，两木块与地面间的动摩擦因数均为μ。现用一水平力向右拉木块2，当两木块一起匀速运动时两木块之间的距离是（　　） A 随堂练习----题型三：多物体平衡问题 18.如图所示，用完全相同的轻弹簧A、B、C将两个相同的小球连接并悬挂，小球处于静止状态，弹簧A与竖直方向的夹角为30°，弹簧C水平，则弹簧A、C的伸长量之比为 （　　） D 随堂练习----题型三：多物体平衡问题 19. L形木板P(上表面光滑)放在固定斜面上,轻质弹簧一端固定在木板上,另一端与置于木板上表面的滑块Q相连,如图所示。若P、Q一起沿斜面匀速下滑,不计空气阻力。则木板P 的受力个数为(　　) A.3 B.4 C.5 D.6 C 随堂练习----题型三：多物体平衡问题 20.如图,一个L形木板(上表面光滑)放在斜面体上,轻质弹簧一端固定在木板上,另一端与置于木板上表面的木块相连。斜面体放在平板小车上,整体一起沿水平向右的方向做匀速直线运动,不计空气阻力,则关于各物体的受力情况,下列说法正确的是( ) A.L形木板受4个力的作用 B.斜面体可能只受2个力作用 C.木块受2个力作用 D.斜面体不可能受平板小车对它的摩擦力作用 D 随堂练习----题型三：多物体平衡问题 21. (多选)如图所示,A、B、C三个完全相同的水泥管道静止叠放在水平地面上,假设每个管道的质量为m,重力加速度为g,下列说法正确的是(　　) A.A对B的弹力大小为mg B.地面对B、C均没有摩擦力作用 C.地面对B的支持力大小为mg D.地面对B的摩擦力大小为mg AD 随堂练习----题型三：多物体平衡问题 22.将重为4mg的均匀长方体物块切成相等的A、B两部分,切面与边面夹角为45°,如图所示叠放并置于水平地面上,现用弹簧测力计竖直向上拉物块A的上端,弹簧测力计示数为mg,整个装置保持静止,则(　　) A.地面与物块间可能存在静摩擦力 B.物块对地面的压力大于3mg C.A对B的压力大小为mg D.A、B之间静摩擦力大小为mg D 随堂练习----题型三：多物体平衡问题 23.质量为M的半球形物体A和质量为m的光滑球形物体B紧靠着放在倾角为α的固定斜面上,并处于静止状态,如图所示。下列关于物体受力情况的判断正确的是(　　) A.物体A对物体B的弹力方向沿斜面向上 B.物体A受到的静摩擦力大小为Mg sin α C.物体B对物体A的压力大于mg sin α D.物体B对斜面的压力等于mg cos α C 课堂小结 36 合成法 物体在三个共点力作用下处于平衡时，将其中的任意两个力合成，其合力一定与第三个力平衡，从而把三力平衡问题转化为二力平衡问题 分解法 物体在三个共点力作用下处于平衡时，将其中任意一个力沿其他两个力的反方向分解，则每个方向上的一对力大小相等，方向相反，从而把三力平衡问题转化为两个方向上的二力平衡问题 正交分解法 物体在三个或三个以上的共点力作用下处于平衡时，将物体所受的各个力均向两个互相垂直的方向上分解，然后分别在这两个方向上列平衡方程，此时平衡条件可表示为：Fx合＝0，Fy合＝0 $$