4.3共点力的平衡 课件-2026-2027学年高一上学期物理鲁科版必修第一册

该高中物理课件聚焦共点力的平衡，涵盖平衡状态定义、共点力平衡条件及应用等核心知识点。通过远古巨石与商场扶梯图片导入，从生活实例出发，衔接初中二力平衡知识，逐步过渡到三力及多力平衡，构建递进式学习支架。 其亮点在于结合模型构建（如滑梯设计、足球悬挂问题）和科学推理（正交分解、相似三角形法），通过动态平衡分析深化物理观念与科学思维。方法总结表格清晰，实例贴近生活，助力学生提升问题解决能力，教师可高效开展教学。

第3节 共点力的平衡 第四章 力与平衡 1 远古的巨石，至今仍然矗立，向人们述说史前的故事。繁华的现代都市，一切都在高速运转，人们却自有动中取静的办法。在商场，你即使站着不动，自动扶梯也会平稳地送你上楼、下楼。 远古巨石 商场扶梯 2 一：物体的平衡状态 平衡状态的定义：物体受到几个力作用时，如果保持_______或_______________状态，我们就说这个物体处于___________。 静止　 匀速直线运动　 平衡状态　 静止的石头 匀速运动的电梯 注意： 物理学中有时出现“缓慢移动”也说明物体处于平衡状态。 3 要点提炼 例如：小球摆动时，当摆球摆动到最高点时=0，但物体不能保持静止状态还会继续摆动。即速度为零不等同于静止，物体在这一时刻不一定受力平衡。 =0 知识点二：共点力的平衡条件 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？ 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零。 (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 在三个共点力作用下的物体，保持平衡的条件是什么？ （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。 如果物体受到三个以上的力作用，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？ F2 F3 F4 F1 F23 F123 F1 F4 F23 F123 F4 任意一个力与其余各力的合力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上，最终把多力平衡问题转化为二力平衡问题。即物体所受的合力为零。 ★在共点力作用下物体平衡的条件：合力F合=0 当物体受到多个共点力（在同一平面内）的作用时，也可以用正交分解的方法，将各个力沿选定的坐标方向分解。如果沿x轴方向的合力为零，沿y轴方向的合力也为零，则物体处于平衡状态。 平衡条件：Fx合＝0，Fy合＝0 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： (4)分析思路：多力 转化 三力 转化 二力 三：共点力平衡条件的应用 某幼儿园要在空地上做一个滑梯，根据空地的大小，滑梯的水平跨度确定为6m。设计时，滑板和儿童裤料之间的动摩擦因数取0.4，为使儿童在滑梯游戏时能在滑板上滑下，滑梯至少要多高？ 模型构建 G Ff A B C FN 受力分析 问题模型1 合成法：把物体所受的力合成为两个力，则这两个力大小相等、方向相反，并且在同一条直线上。 正交分解法：把物体所受的力在两个互相垂直的方向上分解，每个方向上合力都为零。 两种方法的特点： 如图所示，用网兜把足球挂在竖直墙面上，悬绳对网兜的拉力为FT，墙壁对足球的支持力为FN，若不计墙面摩擦，缓慢增加悬绳的长度，FT与FN怎样变化？ 问题模型2 G FN FT G FN FT FT与FN均逐渐减小 如图，半径为R的光滑半球的正上方，离球面顶端距离为h的O点，用一根长为l的细线悬挂质量为m的小球，小球靠在半球面上。试求小球对球面压力的大小。 问题模型3 受力特点：三个力互相不垂直，且夹角（方向）未知。 F N G 相似三角形法：力的三角形与几何三角形相似 T 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 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时，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 力的三角形法 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、余弦定理或相似三角形等数学知识求解未知力 1.图解法解决动态平衡问题 适用条件：在三力平衡问题中，一个力是恒力，一个力是方向不变(定力)，另一个力大小、方向都在变(变力)，适用条件总结成恒定变。 2.相似三角形法解决动态平衡问题 使用条件：在三力平衡问题中，一个力是恒力，另外两个力大小、方向都变化(变力)。 (1)“活结”：一般是由轻绳跨过光滑滑轮或者绳上挂一光滑挂钩而形成的。绳子虽然因“活结”而弯曲，但实际上是同一根绳，所以由“活结”分开的两段绳子上弹力的大小一定相等，两段绳子合力的方向一定沿这两段绳子夹角的角平分线。 (2)“死结”：两侧的绳因结而变成了两根独立的绳，因此由“死结”分开的两段绳子上的弹力不一定相等。 绳子的死活结问题 共点力的平衡 共点力平衡条件的应用 合成法 力的三角形法 分解法 正交分解法 物体的平衡状态 静止状态 匀速直线运动状态 共点力的平衡条件 F合＝0 Fx合=0和Fy合＝0 AC 1.(多选)下列实例中的物体处于平衡状态的是(　　) A.“神舟”号飞船匀速落到地面的过程 B.汽车在水平路面上启动或刹车的过程 C.汽车停在斜坡上不动 D.竖直上抛的物体在到达最高点的那一瞬间 2.在如图所示的甲、乙、丙、丁四图中，滑轮光滑且所受的重力忽略不计，滑轮的轴O安装在一根轻木杆P上，一根轻绳ab绕过滑轮，a端固定在墙上，b端下面挂一个质量为m的重物，当滑轮和重物都静止不动时，甲、丙、丁图中木杆P与竖直方向的夹角均为θ，乙图中木杆P竖直。假设甲、乙、丙、丁四图中滑轮受到木杆P的弹力的大小依次为FA、FB、FC、FD，则以下判断正确的是 (　　) A.FA＝FB＝FC＝FD　 B.FD>FA＝FB>FC C.FA＝FC＝FD>FB D.FC>FA＝FB>FD B 3.如图(a)所示，轻绳AD跨过固定在水平杆BC右端的光滑定滑轮（重力不计）栓接一质量为M的物体， ；如图(b)所示，轻杆HG一端用铰链固定在竖直墙上，另一端通过细绳EG拉住， ，另一轻绳GF悬挂在轻杆的G端，也拉住一质量为M的物体，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A.图(a)中BC杆对滑轮的作用力大小为Mg B.图(b)中HG杆弹力大小为Mg C.轻绳AC段张力TAC与轻绳EG段张力TEG大小之比为1:1 D.轻绳AC段张力TAC与轻绳EG段张力TEG大小之比为2:1 A 对共点力作用下物体的平衡的理解 (1)两种平衡情形： ①静平衡：物体在共点力作用下处于静止状态。 ②动平衡：物体在共点力作用下处于匀速直线运动状态。 (2)“静止”和“v＝0”的区别与联系： v＝0eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(a＝0时，是静止，是平衡状态,a≠0时，不是静止，不是平衡状态)) $