3.5 共点力的平衡 课件 -2025-2026学年高一上学期物理人教版必修第一册

第三章 相互作用——力 5 共点力的平衡 授课教师：XXX 人教版（2019）高中物理（必修一） 补充三角形定则 多边形定则 三角函数 特殊三角形 等大角合成 定义：几个力如果都作用在物体的同一点，或者它们的作用线相交于一点，这几个力叫做共点力 港珠澳大桥 金阳河特大桥 神舟16号返回舱降落 一、共点力 平面摩擦力 定义：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。 平衡 状态 保持静止 匀速直线运动 二、平衡状态 下列哪些物体处于平衡状态？ A. 汽车匀速拐弯 B. 汽车匀速直线行驶 C. 在传送带上匀速直线运动的物体 D. 打出去的乒乓球 E. 自由落体的运动 F. 静止悬挂的足球 二、平衡状态 √ √ √ 根据初中所学过的二力平衡的知识，你认为受共点力作用的物体，在什么条件下才能保持平衡呢？ 二力平衡条件：作用在同一物体上的两个力，如果大小相等、方向相反，并且在同一条直线上，这两个力平衡。二力平衡时物体所受的合力为0。 G F 思考：让物体维持平衡需要什么条件？ 三、共点力平衡的条件 G G FN G 三力平衡条件： 物体所受的合力为0 T F合 F合 三、共点力平衡的条件 推广：四个力？五个力？...... F1 F2 F3 F4 F1 F2 F3 F4 F合1 多个力平衡，其中的一个力与其它力的合力等大反向 多个共点力作用物体的平衡条件：合力为0 三、共点力平衡的条件 1.条件：在共点力作用下物体平衡的条件是合力为0。 2.公式：F合＝0或Fx合=0和Fy合＝0 3.由平衡条件得出的三个结论： 三、共点力平衡的条件 多力平衡本质上都还是二力平衡 三种表现形式 三个力三角形定则 四个力正交分解 如图，一只灯笼在水平方向持续的风力作用下保持静止状态。灯笼重力为G，灯笼线与竖直方向夹角为θ=30°，求水平风力的大小和灯笼线上拉力的大小。 三、共点力平衡的条件 典例讲解 T F风 G 三、共点力平衡的条件 T F风 G x y Tx Ty x：Tcos30o=G y：Tsin30o=F风 T F风 G F合 Tcos30o=F合=G =tan30o T F风 G 三角形法则合成更简单 法1：力的分解 法2：力的合成 四、静态平衡问题 静态平衡问题 问题特征：静止、匀速直线运动 分析步骤： 1. 明确研究对象 2. 对研究对象进行受力分析 3. 正交分解（通法）（若受三个力，有两个力垂直，用三角形定则） 4. 列x、y方向合力为0的等式，求待求量。 1. 如图所示， 水平地面上静止的物体重G=100N， 若受一与水平方向成角的拉力F=60N，此时物体恰好可以匀速直线运动。（已知sin37°=0.6，cos37°=0.8） （1）地面对物体的支持力大小； （2）求物体与地面间的动摩擦因数； （3）若用与竖直成的推力把该物体压在墙上，并使之匀速上升，求推力F大小（摩擦因数不变）。 四、静态平衡问题 针对训练 2. 在固定的斜面上有一质量为m=2kg的物体，如图所示，当用水平力F=20N推物体时，物体沿斜面匀速上升，若α=37°，求物体与斜面间的动摩擦因数．（g取10m/s2）（sin37°=0.6，cos37°=0.8） 四、静态平衡问题 针对训练 D 3. 用卡车运输质量为m的匀质圆筒状工件，为使工件保持固定，将其置于两光滑斜面之间，如图所示．两斜面I、Ⅱ固定在车上，倾角分别为30°和60°．重力加速度为g．当卡车沿平直公路匀速行驶时，圆筒对斜面I、Ⅱ压力的大小分别为F1、F2，则（ ） 四、静态平衡问题 针对训练 活绳模型 五、“绳”模型 α β F1 F2 F合 α β F1 F2 F合 α=β 规律：以结点为受力分析对象，合力方向沿角平分线，绳上拉力相等 特点：结点可移动 F3=G 以结为受力分析对象 合力方向为角平分线 死绳模型 五、“绳”模型 规律：以结点为受力分析对象，绳上拉力不一定相等 特点：结点不可移动 F3=G F1 F2 F1 F2 FN 以结为受力分析对象 合力方向为角平分线 针对训练 1. 如图所示，水平地面上固定着一根竖直立柱，某人用绳子通过柱顶的定滑轮将100N的货物拉住．已知人拉着绳子的一端，且该绳端与水平方向夹角为，则柱顶所受压力大小为（　　） A．200N B．100N C．100N D．50N B 五、“绳”模型 针对训练 B 五、“绳”模型 2. 如图，悬挂甲物体的细线拴牢在一不可伸长的轻质细绳上O点处；绳的一端固定在墙上，另一端通过光滑定滑轮与物体乙相连。甲、乙两物体质量相等。系统平衡时，O点两侧绳与竖直方向的夹角分别为α和β。若α=70°，则β等于（　　） A．45° B．55° C．60° D．70° 六、“杆”模型 活杆模型 F1 F2=G FN 规律：以结点为受力分析对象，杆给结点的力一定沿杆 特点：杆可转动 六、“杆”模型 规律：以结点为受力分析对象，杆给物体的力由受力平衡分析 特点：杆不可转动 死杆模型 G FN 1. 如图所示，一根质量不计的横梁的A端用铰 链固定在墙壁上，B端用轻绳悬挂在墙壁上的 C点，使得横梁保持水平状态，已知轻绳与竖 直墙壁之间的夹角为60°，当用另一段轻绳在B点悬挂一个质量为m = 6kg的物块时，横梁对B点的作用力大小应为（　　）（g取10m/s2） A. 120N B. 30N C. 60N D. 60N C 六、“杆”模型 针对训练 2. 如图所示，一重为30N的球固定在支杆AB的上端，今用一段绳子水平拉球，使杆发生弯曲，已知绳的拉力为N，则AB杆对球的作用力( ) A．大小为15N B．大小为20N C．方向与水平方向成60°角斜向左上方 D．方向与水平方向成60°角斜向右下方 BC 六、“杆”模型 针对训练 3.如图甲所示，轻绳AD跨过固定的水平横梁BC右端的定滑轮挂住一个质量为m1的物体，∠ACB=30°；图乙中轻杆HG一端用较链固定在竖直墙上，另一端G通过细绳EG拉住，EG与水平方向也成30°，轻杆的G点用细绳GF拉住一个质量为m2的物体，则下列说法正确的是（ 　　） ABC 六、“杆”模型 针对训练 静态平衡问题 问题特征：静止、匀速直线运动 分析步骤： 1. 明确研究对象 2. 对研究对象进行受力分析 3. 正交分解（通法） （若受三个力，有两力垂直，用三角形定则） 4. 列x、y方向合力为0的等式，求待求量。 有无 方向 重力 一定有 竖直向下 弹力 （非弹簧） 拆除法 用平衡分析 ①绳：沿绳收缩方向 活绳：每根绳的力相等，合力在角平分线上 死绳：绳上力不等 ②接触面（切面）：垂直接触面（切面） ③活杆：沿杆 死杆：用平衡分析 用平衡分析 弹力 （弹簧） 看形变量 用平衡分析 恢复原长方向 用平衡分析 滑动 摩擦力 看相对运动 用平衡分析 与相对运动方向相反 用平衡分析 静摩擦力 用平衡分析 用平衡分析 总结 $