4.3 共点力的平衡 教学设计-2025-2026学年高一上学期物理鲁科版必修第一册

§4.3　共点力的平衡

一、教学目标与核心素养：

1、物理观念 

①能用共点力的平衡条件分析生产生活中的相关问题，解决一些相关的实际问题；

②具有与力平衡相关的初步的相互作用观念。

2、科学思维

①能运用数学中的三角函数、几何关系等对力与平衡问题进行分析和推理；

②能从不同的角度解决力与平衡问题。

3、科学探究

能通过图形分析，寻找规律，形成初步的结论；能知道交流的重要性。

4、科学态度与责任

①能欣赏“力与平衡”之美，能做到实事求是，坚持自己的观点；

②能体会物理学的技术应用在生产生活得作用及意义。

二、教学重点

判断物体是否处于平衡状态及平衡状态的条件。

三、教学难点

根据物体的平衡状态选择合适的方法解决实际问题。

四、教学方法：

实验探究法

五、课时安排：

　　二课时

六、教学仪器：

　  弹簧测力计、细绳、橡皮筋、图钉、木板、刻度尺、量角器、三角板、白纸、海绵

七、教学环节：

（一）引入新课：

 

 

 

 

 

 

复兴号上的平衡挑战视频引入，激发学生的学习兴趣和体会物理来源于生活，又走向生活的理念。

问题：车票处于什么状态？它又是如何保持这种状态的？

（二）新课教学：

一、平衡状态

 

 

 

 

 

 

思考：石头和家具处于什么样的状态？（静止）

 

 

 

匀速行驶的汽车         匀速自动扶梯上的人

思考：汽车和人处于什么样的运动状态？  （匀速直线运动状态）

得出平衡状态的概念。

1、定义：物体相对于地面保持静止或匀速直线运动时所处的状态，叫做平衡状态。

静平衡：物体保持静止状态

平衡状态的种类：  动平衡：物体保持匀速直线运动状态

准静态：物体缓慢移动

2、平衡状态的运动学特征：v=0 或v不变，即：a=0

思考1：飞机从起飞到以一定速度平稳飞行，再到降落，最后停在机场的停机坪上。在这个过程中，飞机经历了哪些阶段？在各阶段飞机处于什么样的状态？

起飞阶段      速度增加      a≠0      非平衡状态

平稳飞行阶段     速度不变     a＝0      平衡状态

降落阶段     速度减小     a≠0      非平衡状态

停在机场的停机坪上     速度为0     a＝0      平衡状态

思考2：速度为0的物体一定处于平衡状态么？

在光滑的斜面上以一定速度使小球沿斜面向上运动，

运动到最高点时速度为0，小球在该位置能一直保持静止状态么？

得出结论：速度为0的物体不一定处于平衡状态。

注意：保持静止和瞬时速度为0不同

进一步提出问题：物体保持平衡状态需要满足什么条件？

二、共点力的平衡条件

1、物体受两个共点力作用时的平衡条件。

                                     两个共点力：等大、反向、作用在一条直线上，

则F合=0

 

2、物体受三个共点力作用时的平衡条件。

三个共点力：若F1、F2的合力与F3等大、反向、

作用在一条直线上，那么物体相当于受

到两个共点力，则F合=0

推论1：三力平衡中，任意一个力与其余两个力的合力大小相等、方向相反、作用在同一直线上。

推论2：一个物体如果受到三个不平行的力的作用而处于平衡状态，这三个力的延长线一定共点。

牛刀小试：

1、挂在光滑的竖直墙壁上的圆球所受重力和墙的支持力的合力沿什么方向？

　　2、物体受到如图所示三个共点力、、的作用，物体是否可以处于平衡状态？

 

 

 

 

3、用绳子挂在光滑竖直墙壁上的均匀圆球，平衡后绳子的方向是否可能如下图所示？

4、均匀直棒的上端用细绳悬吊，在下端施加一水平作用力，平衡后棒能否处于下图所示位置？

 

 

 

 

3、物体受n个共点力作用时的平衡条件。

                                    

多个共点力：若F1、F2、F3、F4的合力与F5等大、

反向，那么物体相对于受到两个共点力，则F合=0

 

 

推论3：n个力平衡中，任意一个力与其它（n－1）个力的合力大小相等、方向相反、作用在同一直线上。

结论：共点力平衡条件是F合= 0

例：用绳子将鸟笼挂在一根横梁上，如图所示。若鸟笼重19.6N，求绳子OA和OB对结点O