3.5微专题：共点力的平衡 第一课时 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 微专题：共点力的平衡 第一课时 情境导入 巨大的石块在两个峭壁的作用下悬挂在半空之中，在自然界中这种悬石景观往往让人叹为观止，说说石块受到哪些力的作用？这些力的方向大致朝向哪里？尝试做出石块的受力示意图。 2 活动过程 秋千是非常常见的游玩设施，人坐在秋千上静止时，秋千受到哪些力？ 任务 寻找生活中的平衡现象 共点力平衡条件 这些力的作用线有什么特点？ 你还能举出其他例子吗？ 力的作用线交于一点 F mg T1 T2 3 活动过程 任务 寻找生活中的平衡现象 共点力平衡条件 根据初中所学,若物体只受两个力作用而处于平衡状态(静止或匀速直线运动状态),如图所示,则两个力满足什么关系? 若物体只受两个力作用而处于平衡状态,则这两个力一定大小相等、方向相反、作用在同一条直线上，它们的合力为0. 二力平衡 活动过程 任务 寻找生活中的平衡现象 共点力平衡条件 若物体受三个力的共同作用(不平行)而平衡,如图所示,则这三个力满足什么关系? 若物体只受三个力作用而处于平衡状态,根据力的合成法则，可以把任意两个共点力用一个合力来等效替代，这样就把三力平衡转化成了二力平衡。 三个力平衡 活动过程 任务 寻找生活中的平衡现象 共点力平衡条件 如果受四个力、五个力而平衡,则这些力满足什么关系? 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、且作用在同一条直线上。 即物体在多个共点力作用下处于平衡状态时，这些力的合力为0 共点力平衡 活动过程 任务 寻找生活中的平衡现象 共点力平衡条件 例1:如图所示,此时小轩正沿竖直岩壁缓慢攀登.由于身背较重 的行囊,重心上移至肩部的O点,总质量为60kg.此时手臂与身体垂直,手臂与岩壁夹角为θ=53,则手受到的拉力和脚受到的作用力分别为多大?(设手,脚受到的作用力均通过重心O) G F1 F2 θ G F1 F2 F合 活动过程 任务 寻找生活中的平衡现象 共点力平衡条件 例2:小飞飞来到户外旅行,晚上搭起了一个帐篷.为了系住一根直杆,绳OA,OB,OC在同一平面,绳OA和OB的拉力相同,夹角θ=9,已知绳能承受的拉力与绳的横截面积成正比,那么在这种情况下,选择OC绳的直径应是OA,OB绳的几倍? A B C O FC FA FB FCx FCy x y 活动过程 例1:小球被轻质细绳系住,斜吊着放在光滑斜面上,小球与斜面均处于静止状态,设小球质量m = 2kg，斜面倾角α = 45,细绳与竖直方向夹角θ = 30，求绳子的拉力大小。 任务 寻找生活中的平衡现象 多个力作用下的平衡 α θ α θ G F1 F2 若研究对象受到三个力，且三个力之间的夹角是已知的，可以利用三角形法结合正弦定理快速求解各个力的大小。 方法总结 y x θ 活动过程 例2.如图所示，质量等于的木块套在水平固定杆上，并用轻绳与质量的小球相连。今用跟水平方向成角的力拉着球并带动木块一起向右匀速运动，运动中、相对位置保持不变，取。求： 任务 寻找生活中的平衡现象 多个力作用下的平衡 （1）处于平衡状态，其合力为零，以为研究对象，做出受力示意图并正交分解： 提示1 F1 mg F2 轻绳与水平方向的夹角；木块与水平杆间的动摩擦因数。 x y 提示2 （2）、整体处于平衡状态，可看作整体，系统所受合力为零。以、整体为研究对象. (M+m)g F1 FN f 10 活动过程 试讨论下解决平衡问题的一般步骤 任务 寻找生活中的平衡现象 多个力作用下的平衡 选择研究对象 对研究对象进行受力分析 画出受力示意图 选择合适的解法 依据共点力平衡条件列力的平衡方程 求解问题并进行讨论 根据问题的需要 系统整体 单个物体 正交分解法 三角形法/平行四边形法 活动作业 某同学表演魔术时，将一小型条形磁铁藏在自己的袖子里，然后对着一用细线悬挂的金属小球“指手画脚”，结果小球在他神奇的功力下飘动起来．假设当隐藏的小磁铁位于小球Q的左上方某一位置C(CQ与竖直方向的夹角为θ)时，金属小球偏离竖直方向的夹角也是θ，如图所示。已知小球的质量为m，重力加速度为g。 再 见 $$