3.5 共点力平衡 课件-2026-2027学年高一上学期物理人教版必修第一册

该高中物理课件聚焦共点力平衡条件及应用，通过“思考平衡状态及生活实例”导入，从平衡状态定义出发，衔接共点力概念，逐步展开二力、三力、多力平衡条件，结合轻绳轻杆模型构建从基础到应用的学习支架。 其亮点在于以物理观念、科学思维、科学探究为导向，通过“风动石”“笔记本支架”等生活案例及高考题衔接，采用实验探究和合成法、正交分解法等多样解题方法，帮助学生提升受力分析与逻辑推理能力，也为教师提供丰富教学资源，便于高效教学。

第五节 共点力平衡 人教版（2019）必修一教学课件 第三章 相互作用——力 1 目 录 导入与素养目标 新课讲解 课堂练习 课堂小结 导入与素养目标 ➤ 新课导入 思考：什么叫平衡状态？在日常生活中我们看过哪些平衡现象？ 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。 素养目标 【物理观念】 知道共点力的概念，理解平衡状态的含义。 掌握共点力平衡条件：合力为零。 能运用平衡条件分析解决简单的平衡问题。 【科学思维】 会用正交分解法处理多力平衡问题。 能结合力的合成与分解分析三力平衡。 提升受力分析、逻辑推理的科学思维能力。 素养目标 【科学探究】 通过实验探究共点力平衡的条件。 经历 "受力分析 — 猜想条件 — 实验验证 — 归纳结论" 的探究过程。 【科学态度与责任】 体会平衡思想在物理研究中的重要性。 认识共点力平衡在工程、生活中的广泛应用价值。 新课讲解 ➤ 新课讲解 一、共点力的平衡条件 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。 F1 F2 G 乙 F1 F2 G 丙 F1 F2 G 丁 F1 F2 G 甲 甲、丁中所受的力就是共点力，今天我们就来研究物体受共点力平衡的情况。 8 新课讲解 1.平衡状态：保持静止或匀速直线运动的状态 共点力平衡的条件： 物体所受到的合力为0 两个共点力作用下的平衡 平衡条件： 这两个力的大小相等、方向相反，作用在同 一直线上 (1)二力平衡 mg FN 多个共点力作用下的平衡 平衡条件： 所受合力为0 (3)多力平衡 mg FN Ff F牵 三个共点力作用下的平衡 平衡条件： 任意两个力的合力与 第三个力等大、反向、共线 (2)三力平衡 G F F1 F2 9 新课讲解 平衡状态中所说的“静止”如何理解？ 竖直上抛的物体运动到最高点时，瞬时速度为零， 但这一状态不可能保持，因而在最高点不能称为静止， 即物体在这一时刻不一定受力平衡。 一个物体在某一时刻速度v=0，那么物体在这一时刻一定受力平衡吗？ “静止”要满足两个条件：v=0，a=0，两者缺一不可 “保持”某状态与某“瞬时”状态有区别 速度为零不等同于静止 10 新课讲解 共点力平衡的条件 思考讨论1：在两个共点力作用下的物体，保持平衡的条件是什么？ 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。 2 1 F2 11 新课讲解 （1）力的合成法 任意两个力的合力与第三个力的大小和方向关系：大小相等方向相反，在同一条直线上即合力为0。 F2 F1 F3 F12 F12 F3 思考讨论2：在三个共点力作用下的物体，保持平衡的条件是什么？ 12 新课讲解 （2）力的分解法 F32 F31 F1 F2 F3 任意一个力沿其余两个力的反方向分解，其分力与其余两个力的大小和方向关系：大小相等方向相反，在同一条直线上即合力为0。 13 新课讲解 思考讨论3：N个共点力的平衡条件是什么？ 任意（N-1）力的合力都与第N个力大小相等方向相反则N个共点力平衡。 N个共点力的平衡条件是：N个共点力合力为零或 F合=0 F3 F5 F1 F4 F2 F1＝F2345 F2345 14 新课讲解 1．二力平衡：如果物体在两个共点力的作用下处于平衡状态，这两个力必定大小相等，方向相反。 2．三力平衡：如果物体在三个共点力的作用下处于平衡状态，其中任何一个力与其余两个力的合力大小相等，方向相反。 3．多力平衡：如果物体在多个共点力的作用下处于平衡状态，其中任何一个力与其余几个力的合力大小相等，方向相反。 总结： 15 新课讲解 二、共点力平衡的条件的应用 求解共点力平衡问题的一般步骤： (1)根据问题的要求，恰当地选取研究对象. (2)对研究对象进行受力分析，画出受力分析图. (3)通过平衡条件，找出各个力之间的关系，或由平衡条件列方程，即Fx合＝0，Fy合＝0. (4)联立方程求解，必要时对解进行讨论. 16 新课讲解 求解共点力平衡问题的常用方法 （1）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。 θ θ F1 F2 G A B O 如图，悬吊重物的细绳，其O点被水平绳BO牵引，使悬绳AO段和竖直方向成θ角，若悬吊重物所受重力为G，则悬绳AO和水平绳BO所受的拉力各是多少？ F合=G F2=G tanθ F合=G F1=G/ cosθ 17 新课讲解 求解共点力平衡问题的常用方法 （2）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，则其分力和物体受到的另外两个力等大、反向。 如图，悬吊重物的细绳，其O点被水平绳BO牵引，使悬绳AO段和竖直方向成θ角，若悬吊重物所受重力为G，则悬绳AO和水平绳BO所受的拉力各是多少？ θ θ F1 F2 G A B O FOA=F2= G/ cosθ FOB=F1=G tanθ 18 新课讲解 求解共点力平衡问题的常用方法 （3）闭合矢量三角形法：物体受三个共点力的作用而平衡，此三力首尾相接构成一个闭合矢量三角形。 如图，悬吊重物的细绳，其O点被水平绳BO牵引，使悬绳AO段和竖直方向成θ角，若悬吊重物所受重力为G，则悬绳AO和水平绳BO所受的拉力各是多少？ θ θ G A B O F1 F2 F2=G tanθ F1=G/ cosθ 19 新课讲解 求解共点力平衡问题的常用方法 （4）正交分解法：物体受三个或三个以上共点力作用下物体平衡，建立坐标系，将物体所受的力分解为沿x、y轴上相互垂直的两组力，Fx合＝0，Fy合＝0。 如图，悬吊重物的细绳，其O点被水平绳BO牵引，使悬绳AO段和竖直方向成θ角，若悬吊重物所受重力为G，则悬绳AO和水平绳BO所受的拉力各是多少？ θ F1 F2 G A B O FOA=F2/cosθ=G/cosθ FOB=F1=G tanθ x y 20 新课讲解 三、轻绳、轻杆模型 AB、BC为轻质杆，杆的A、C端通过铰链与墙连接，两杆都在B处由铰链相连接，要使物体保持静止， 试分析AB、BC杆能否用等长的轻绳代替？ AB杆对B点是拉力，用轻绳代替时效果不变； BC杆承受的是压力，用轻绳代替，装置将无法保持平衡。 21 新课讲解 (1)如图甲所示，轻杆OB可绕B点自由转动，另一端O点用细绳OA拉住，固定在左侧墙壁上，质量为m的重物用细绳OC悬挂在轻杆上的O点，OA与轻杆的夹角∠BOA=30°，轻杆OB水平，重力加速度为g。求细绳OA的拉力大小和轻杆的弹力大小。 答案　2mg　mg 22 新课讲解 由于题图甲中的轻杆可绕B点自由转动，是转轴杆(“活杆”)，故轻杆弹力沿杆方向，O点的受力情况如图a所示，其中FT2=mg，则O点所受细绳OA的拉力FT1、轻杆的弹力FN1的合力与细绳OC的拉力大小相等、方向相反，故FT1==2mg，轻杆的弹力大小FN1==mg。 23 新课讲解 (2)图乙中水平轻杆OB一端固定在竖直墙壁上，另一端O装有小滑轮(不计滑轮的摩擦)，用一根细绳跨过滑轮后悬挂一质量为m的重物，图中∠BOA=30°，已知重力加速度为g。求细绳的拉力大小和轻杆对滑轮的作用力大小。 答案　mg　mg 24 新课讲解 题图乙中是用一细绳跨过滑轮悬挂重物的，由于O点处是滑轮，它只是改变细绳中力的方向，并未改变力的大小，且AOC是同一根细绳，而同一根细绳上的力处处相等，故图b中细绳OA的拉力为FT1'=FT2'=mg。 由于杆OB不可转动，所以轻杆的弹力的方向不一定沿OB方向，轻杆对滑轮的作用力FN2一定与两根细绳的合力FN2'大小相等、方向相反，FN2=FN2'=2mgcos 60°=mg，即轻杆对滑轮的作用力大小为mg。 25 课堂练习 ➤ 课堂练习 课堂练习 课堂练习 课堂练习 课堂练习 课堂练习 教考衔接——高考题 教考衔接——高考题 课堂小结 ➤ 课堂小结 共点力的平衡 共点力 平衡　 力的合成法：受力个数为三个 处理共点力平衡问题的常用方法 平衡状态：保持静止或匀速直线运动的状态 二力平衡、三力平衡、多力平衡 共点力平衡的条件：物体所受到的合力为0 共点力平衡的条件 轻绳、轻杆模型　 正交分解法：受力个数为三个或以上 感谢观看 37 $