第3章 5 共点力的平衡（课件PPT）-【金榜题名】2026-2027学年高一物理必修第一册高中同步学案（人教版）

该高中物理课件聚焦“共点力的平衡”，从平衡状态（静止、匀速直线运动）及合力为0切入，通过“梳理教材-探究重点-随堂演练”递进结构，搭建从基础认知到应用提升的学习支架，帮助学生建立运动和相互作用观念。 其亮点在于以核心素养为导向，夯实物理观念（明确平衡条件），强化科学思维（共点力模型建构与推理），结合实例分析（如多力平衡受力分析）落实知识应用。既助力学生提升分析解决问题能力，也为教师提供结构化教学方案，便于高效开展教学。

第三章　相互作用——力 5　共点力的平衡 第三章　相互作用——力 返回导航 1 第三章　相互作用——力 返回导航 1 目录 contents Part 01 梳理教材 夯实基础 Part 02 探究重点 提升素养 Part 04 课时作业 Part 03 随堂演练 逐点落实 第三章　相互作用——力 返回导航 1 梳理教材 夯实基础 返回导航 第三章　相互作用——力 返回导航 1 第三章　相互作用——力 返回导航 1 静止 匀速直线运动 合力为0 第三章　相互作用——力 返回导航 1 第三章　相互作用——力 返回导航 1 第三章　相互作用——力 返回导航 1 探究重点 提升素养 返回导航 第三章　相互作用——力 返回导航 1 第三章　相互作用——力 返回导航 1 第三章　相互作用——力 返回导航 1 第三章　相互作用——力 返回导航 1 第三章　相互作用——力 返回导航 1 第三章　相互作用——力 返回导航 1 第三章　相互作用——力 返回导航 1 第三章　相互作用——力 返回导航 1 第三章　相互作用——力 返回导航 1 第三章　相互作用——力 返回导航 1 第三章　相互作用——力 返回导航 1 第三章　相互作用——力 返回导航 1 第三章　相互作用——力 返回导航 1 第三章　相互作用——力 返回导航 1 第三章　相互作用——力 返回导航 1 第三章　相互作用——力 返回导航 1 第三章　相互作用——力 返回导航 1 第三章　相互作用——力 返回导航 1 第三章　相互作用——力 返回导航 1 第三章　相互作用——力 返回导航 1 第三章　相互作用——力 返回导航 1 第三章　相互作用——力 返回导航 1 随堂演练 逐点落实 返回导航 第三章　相互作用——力 返回导航 1 第三章　相互作用——力 返回导航 1 第三章　相互作用——力 返回导航 1 第三章　相互作用——力 返回导航 1 第三章　相互作用——力 返回导航 1 第三章　相互作用——力 返回导航 1 第三章　相互作用——力 返回导航 1 课时作业（十二） 点击进入 word 第三章　相互作用——力 返回导航 1 谢谢观看 第三章　相互作用——力 返回导航 1 学科素养与目标要求 物理观念 理解平衡状态，掌握共点力的平衡条件。 科学思维 1．进一步熟练掌握受力分析的方法。 2．能根据共点力的平衡条件利用合成法或正交分解法分析计算平衡问题。 一、共点力 如果一个物体受到两个或更多个力的作用，这些力共同作用在同一点上，或者虽不作用在同一点上，但是它们的延长线交于一点，这样一组力叫作共点力。 二、共点力平衡的条件 1．平衡状态： 物体受到几个力作用时，保持________或________________的状态。 2．在共点力作用下物体平衡的条件是____________。 即F合＝0或eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(Fx合＝0,Fy合＝0))，其中Fx合和Fy合分别是将力进行正交分解后，物体在x轴和y轴上所受的合力。 1．判断下列说法的正误。 (1)共点力一定作用于物体上的同一点。(　　) (2)作用于同一物体上的所有力都是共点力。(　　) (3)物体的加速度a＝0，则物体一定处于静止状态。(　　) (4)物体的速度很大，则F合很大。(　　) (5)某时刻物体的速度为零时，物体一定处于平衡状态。(　　) (6)沿光滑斜面下滑的物体处于平衡状态。(　　) 【答案】　(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×　(6)× 2．若一个物体处于平衡状态，则此物体一定是(　　 ) A．静止的 B．匀速直线运动 C．速度为零 D．所受合力为零 【答案】　D 一、共点力及共点力的平衡条件 1．对共点力的理解 (1)共点力作用于物体的同一点(如图甲)，或者力的延长线交于一点(如图乙)。 (2)说明：共点力的交点不一定在物体上，但在画物体的受力图时，一般把共点力的作用点平移到物体的重心。 2．两种平衡情形 (1)物体在共点力作用下处于静止状态。 (2)物体在共点力作用下处于匀速直线运动状态。 3．平衡条件的表达式：F合＝0 4．由平衡条件得出的三个结论 　两个共点力 的夹角为F1，F2，合力为0°＜θ＜180°，则下列说法正确的是(　　) A．若仅增大θ，则F不可能增大 B．若仅增大F1，则F一定增大 C．若仅减小F1，则F的大小一定改变 D．F可能大于F1和F2的代数和 【解析】　A．根据力的合成公式F＝eq \r(F\o\al(2,1)＋F\o\al(2,2)＋2F1F2cos θ) 若仅增大θ，cos θ减小，则F不可能增大，故A正确； B．若θ＝180°仅增大F1，则F有会减小，故B错误； C．若θ为钝角，如图所示 仅减小F1，则F的大小可能不改变，故C错误； D．由力的合成方法可知，两力合力的范围 |F1－F2|≤F≤F1＋F2 故F一定小于或等于F1和F1的代数和，故D错误。故选A。 【答案】　A 　(多选)如图所示，一物体在五个共点力的作用下保持平衡(五个力在同一平面)。如果撤去力F3，而保持其余四个力不变，下列关于这四个力的合力的大小和方向正确的是(　　 ) A．合力的大小可能等于0 B．合力的大小等于撤去的F3 C．合力的方向在F1和F5之间 D．合力的方向在F4和F5之间 【解析】　根据共点力的平衡条件可知其余四个力的合力与F3等大反向，故撤去力F3，而保持其余四个力不变，这四个力的合力方向与F3大小相等，方向相反，即指向F1和F5之间。故BC正确，AD错误。 【答案】　BC 二、静态平衡问题 处理静态平衡问题的方法 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 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，即Fx合＝0，Fy合＝0 矢量三 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、余弦定理等数学知识求解未知力 　把一个足球悬挂在光滑墙壁上的A点，如图所示，足球的质量为M，悬绳的质量不计，足球与墙壁接触点为B，悬绳与墙壁的夹角为α，求悬绳对足球的拉力大小和墙壁对足球的支持力大小。 【答案】　eq \f(Mg,cos α)　Mgtan α 【解析】　方法一：合成法。对足球受力分析，受重力Mg、墙的支持力FN、绳的拉力FT，由平衡条件知，FN与Mg的合力与FT等大反向，如图甲所示，由图知，FN＝Mgtan α，FT＝eq \f(Mg,cos α)。 方法二：矢量三角形法。足球受的三个力的合力为零，故可构成如图乙所示的闭合矢量三角形，由几何关系得FN＝Mgtan α，FT＝eq \f(Mg,cos α) 方法三：正交分解法。如图丙所示，将足球受到的拉力FT分解到水平方向和竖直方向，由平衡条件有FT·cos α＝Mg，FTsin α＝FN，故FT＝eq \f(Mg,cos α)，FN＝Mgtan α。 【方法凝炼】　分析平衡问题的基本思路 (1)明确平衡状态(合力为零)。 (2)巧选研究对象。 (3)受力分析(画出规范的受力分析图)。 (4)列平衡方程(灵活运用力的合成法、效果分解法、正交分解法、矢量三角形法及数学解析法)。 (5)求解或讨论(解的结果及物理意义)。 1．如图所示，重物的质量为m，轻细绳AO和BO的A端、B端是固定的，平衡时AO是水平的，BO与水平方向的夹角为θ，重力加速度为g，AO的拉力为F1，BO的拉力为F2，下列说法正确的是(　　 ) A．F1＝mgcos θ B．F1＝eq \f(mg,tan θ) C．F2＝mgsin θ D．F2＝eq \f(mg,cos θ) 【解析】　以结点为研究对象，分析受力情况：三根细线的拉力，重物对O点的拉力等于mg。根据平衡条件得知，mg与F1的合力与F2大小相等、方向相反，作出力的合成图如图： 则有F1＝eq \f(mg,tanθ)，F2＝eq \f(mg,sinθ) ，故选B。 【答案】　B 三、动态平衡问题 1．动态平衡问题的特点 通过控制某一物理量，使其他物理量发生缓慢变化，而变化过程中的任何一个状态都看成是平衡状态。 2．处理动态平衡问题常用的方法 (1)解析法：对研究对象的任一状态进行受力分析，建立平衡方程，求出应变量与自变量的一般函数式，然后依据自变量的变化确定应变量的变化(也叫代数法)。 (2)图解法：就是对研究对象进行受力分析，根据力的平行四边形定则或力的三角形定则画出不同状态时的力的矢量图(画在同一个图中)，然后依据有向线段(表示力)的变化判断各个力的变化情况。 　如图所示，光滑半球形容器固定在水平面上，O为球心，一质量为m的小滑块，在水平力F的作用下从半球形容器最高点附近缓慢下移靠近最低点。设滑块所受支持力为N，则下列判断正确的是(　　 ) A．N缓慢增大 B．N大小保持不变 C．F缓慢增大 D．F缓慢减小 【解析】　解法一　解析法 对物体进行受力分析：物体受重力mg、支持力FN、水平力F，根据平衡条件得：F＝eq \f(G,tan θ)，N＝eq \f(G,sin θ)，由于小滑块从半球形容器最高点缓慢下移到最低点，所以θ增大，tan θ增大，sin θ增大，则有F减小，N减小，故D正确，A、B、C错误。 解法二　图解法 对物体进行受力分析，物体缓慢下移靠近最低点。 水平力和支持力的合力不变，支持力的方向一定过圆心。 如图所示，由图可知F、N均减小，D正确。 【答案】　D 2．如图所示，在倾角为θ的光滑斜面上有一光滑挡板A，在挡板和斜面之间夹一质量为m的重球B，开始板A处于竖直位置，现使其下端绕O沿逆时针方向缓缓转至水平位置，分析重球B对斜面和对挡板压力的变化情况是(　　) A．对斜面的压力逐渐减小，对挡板的压力也逐渐减小 B．对斜面的压力逐渐变大，对挡板的压力逐渐减小 C．对斜面的压力逐渐减小，对挡板的压力先变小后变大 D．对斜面的压力逐渐减小，对挡板的压力先变大后变小 【解析】　分析球的受力，受到重力mg、挡板对球的弹力FA及斜面对球的支持力FB，如图所示，球处于静止状态，弹力FA与FB的合力F的大小等于重力的大小，方向竖直向上。当挡板下端绕O沿逆时针方向缓慢转至水平位置的过程中，可以看出表示弹力FA的边的长度先变小后变大，即弹力FA先变小后变大；表示支持力FB的边的长度一直变短，即说明FB一直变小。由牛顿第三定律可知，球对挡板的压力先变小后变大，对斜面的压力逐渐减小。选项C正确。 【答案】　C 1．(共点力平衡的条件)在下列选项中，能表示物体处于平衡状态的是(　　) 【解析】　根据a­t图像和v­t图像可知A、B选项中物体的加速度都不为零，根据F合­t图像可知D选项中物体的合力不等于零，根据x­t图像可知C选项中物体做匀速直线运动，故选C。 【答案】　C 2．(静态平衡问题)用三根轻绳将质量为m的物块悬挂在空中，如图所示。已知ac和bc与竖直方向的夹角分别为30°和60°，则ac绳和bc绳中的拉力分别为(　　 ) A．eq \f(\r(3),2)mg，eq \f(1,2)mg B．eq \f(1,2)mg，eq \f(\r(3),2)mg C．eq \f(\r(3),4)mg，eq \f(1,2)mg D．eq \f(1,2)mg，eq \f(\r(3),4)mg 【解析】　分析结点c的受力情况如右图，设ac绳受到的拉力为F1、bc绳受到的拉力为F2，根据平衡条件知F1、F2的合力F与重力mg等大、反向，由几何知识得 F1＝Fcos 30°＝eq \f(\r(3),2)mg F2＝Fsin 30°＝eq \f(1,2)mg，选项A正确。 【答案】　A 3．(动态平衡问题)如图所示，在拉力F作用下，小球A沿光滑的斜面缓慢地向上移动，在此过程中，小球A受到的拉力F和支持力FN的大小变化是(不计一切摩擦)(　　) A．F增大，FN减小 B．F和FN均减小 C．F和FN均增大 D．F减小，FN不变 【解析】　设斜面倾角为α，细绳AO与斜面的夹角为β，对小球，由平衡条件得mgsin α＝Fcos β，Fsin β＋FN＝mgcos α；小球A沿光滑的斜面缓慢地向上移动，夹角β增大，则F增大，FN减小，故A正确。 【答案】　A $$