《共點力的平衡》課件新教材1

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共點力的平衡《共點力的平衡》課件新教材1《共點力的平衡》課件新教材15共點力的平衡《共點力的平衡》課件新教材1《共點力的平衡》1《共點力的平衡》課件新教材12一、共點力的平衡條件1.共點力:幾個力如果都作用在物體的同一點,或者它們的作用線相交于一點,這幾個力叫作共點力。

2.平衡狀態(tài):靜止狀態(tài)或者勻速直線運動狀態(tài)。3.共點力的平衡條件:在共點力作用下物體平衡的條件是合力為0。必備知識自我檢測一、共點力的平衡條件必備知識自我檢測3二、正交分解法1.定義:將已知力按互相垂直的兩個方向進行分解的方法。2.建立坐標軸的原則:一般選共點力的作用點為原點,在靜力學中,以少分解力和容易分解力為原則(即盡量多的力在坐標軸上)。3.物體處于共點力平衡狀態(tài)的正交分解方法:物體受到多個力作用F1、F2、F3…,處于平衡狀態(tài)時,可把各力沿相互垂直的x軸、y軸分解(如圖所示)。必備知識自我檢測二、正交分解法必備知識自我檢測4必備知識自我檢測1.正誤辨析(1)只有靜止的物體才受力平衡。(

)(2)物體處于平衡狀態(tài),一定是受到共點力的作用。(

)答案:×

解析:靜止狀態(tài)和勻速直線運動狀態(tài)都是受力平衡。答案:×

解析:物體處于平衡狀態(tài)可能受到共點力作用,也可能不是共點力,如下圖中的扁擔,受到的力不是共點力。必備知識自我檢測1.正誤辨析答案:×答案:×5必備知識自我檢測(3)物體受共點力作用處于平衡狀態(tài),各力一定作用于物體的同一點。(

)(4)正交分解法解決問題也遵守平行四邊形定則。(

)答案:×

解析:物體受共點力作用處于平衡狀態(tài),各力不一定作用于物體的同一點,也可能是作用線相交于一點。答案:√必備知識自我檢測(3)物體受共點力作用處于平衡狀態(tài),各力一定6必備知識自我檢測2.一木箱放在水平地面上,木箱質(zhì)量為m,用水平推力F可使木箱做勻速直線運動?，F(xiàn)保持F大小不變,方向改為與水平方向成60°角斜向上拉木箱,也能使它做勻速直線運動,如圖所示。則木箱與水平地面的動摩擦因數(shù)為(

)答案:C

解析:水平拉木箱時,由平衡條件有F-μmg=0;斜向上拉木箱時,Fcos

60°-μFN=0,FN+Fsin

60°=mg,解得μ=,C項正確。必備知識自我檢測2.一木箱放在水平地面上,木箱質(zhì)量為m,用水7問題一問題二問題三隨堂檢測共點力作用下物體的平衡情景探究如果一個物體保持靜止或做勻速直線運動,我們就說這個物體是處于平衡狀態(tài)。因此,靜止的巨石、勻速直線運動的電梯上站立的人都是處于平衡狀態(tài)。那么,保持物體平衡需要什么條件呢?問題一問題二問題三隨堂檢測共點力作用下物體的平衡8問題一問題二問題三隨堂檢測要點提示如果物體受兩個力作用而平衡,這兩個力一定等大反向且作用在一條直線上,即合力為零。如果物體受多個力而平衡,根據(jù)力的合成定則,我們可以把任意兩個共點力用一個合力來等效代替,據(jù)此,三個以上的共點力最終都可以等效簡化為兩個共點力。可見,三個以上共點力的平衡,最終也都可以簡化為二力平衡。根據(jù)二力平衡條件,我們就可以得出在共點力作用下物體的平衡條件是合力為零,即F合=0。問題一問題二問題三隨堂檢測要點提示如果物體受兩個力作用而平衡9問題一問題二問題三隨堂檢測知識點撥

問題一問題二問題三隨堂檢測知識點撥10問題一問題二問題三隨堂檢測實例引導例1如圖所示,物體在五個共點力的作用下保持平衡,其中F1的大小為10N,方向水平向右,如果撤去力F1,而保持其余四個力不變,這四個力的合力大小為

N,方向

。

解析:根據(jù)共點力平衡的條件可知,其余四個力的合力必定與F1等大、反向,故這四個力的合力大小為10

N,方向與F1方向相反,水平向左。答案:10

水平向左問題一問題二問題三隨堂檢測實例引導解析:根據(jù)共點力平衡的條件11問題一問題二問題三隨堂檢測規(guī)律方法

物體受多個力的作用處于平衡狀態(tài),其中一個力與其他力的合力大小相等,方向相反。問題一問題二問題三隨堂檢測規(guī)律方法物體受多個力的作用處于平12問題一問題二問題三隨堂檢測變式訓練1物體受共點力作用,下列說法正確的是(

)A.物體的速度等于零,物體就一定處于平衡狀態(tài)B.物體相對另一物體保持靜止時,物體一定處于平衡狀態(tài)C.物體所受合力為零時,就一定處于平衡狀態(tài)D.物體做勻加速運動時,物體處于平衡狀態(tài)答案:C

解析:處于平衡狀態(tài)的物體,從運動形式上是處于靜止或勻速直線運動狀態(tài),從受力上來看,物體所受合外力為零。速度為零的物體,受力不一定為零,故不一定處于平衡狀態(tài),選項A錯;物體相對于另一物體靜止時,該物體相對地面不一定靜止,如當另一物體做變速運動時,該物體也做變速運動,此物體處于非平衡狀態(tài),故選項B錯;選項C符合平衡條件,為正確選項;物體做勻加速運動,所受合力不為零,故不是平衡狀態(tài),選項D錯。問題一問題二問題三隨堂檢測變式訓練1物體受共點力作用,下列說13問題一問題二問題三隨堂檢測處理平衡問題常用的方法情景探究如圖所示為懸掛式廣告掛牌,掛牌的重力為G,兩側繩與豎直方向的夾角都為θ,掛牌保持靜止。(1)掛牌受幾個力作用?這些力是共點力嗎?(2)怎樣確定兩側繩的拉力大小?說說你的想法。

問題一問題二問題三隨堂檢測處理平衡問題常用的方法14問題一問題二問題三隨堂檢測要點提示(1)如圖所示,掛牌受重力、兩側繩的拉力,共三個力作用,這三個力的作用線相交于一點,是共點力;(2)方法1:利用合成法。根據(jù)共點力平衡的條件可知,掛牌所受三個共點力的合力為零,即任意兩個力的合力與第三個力等大反向,這樣就可以利用解三角形的知識,確定繩的拉力大小。方法2:正交分解法。因為掛牌所受三個共點力的合力為零,所以將各力沿兩個互相垂直的方向正交分解后,有Fx=0;Fy=0,由方程即可確定繩的拉力大小。方法3:利用分解法。掛牌保持靜止時,其重力有兩個效果,就是沿繩使掛牌向兩側拉繩。將重力沿兩側繩的方向分解,利用解三角形的知識,也可確定繩的拉力大小。問題一問題二問題三隨堂檢測要點提示(1)如圖所示,掛牌受重力15問題一問題二問題三隨堂檢測知識點撥1.合成法:物體受三個共點力的作用而平衡,則任意兩個力的合力一定與第三個力大小相等、方向相反,據(jù)此畫出這兩個力合成的平行四邊形,利用幾何知識求解力三角形。2.分解法:物體受三個共點力的作用而平衡,將某一個力按其他兩個力的作用線分解,則其分力和其他兩個力分別等大、反向。3.正交分解法:物體受到三個或三個以上力的作用而平衡,將物體所受的力分解到相互垂直的x、y軸上,則x(或y)軸上各分力的合力為零。畫龍點睛

正交分解法是根據(jù)需要分解,目的是把各力分解到相互垂直的兩個方向上去,便于在每條軸上運用代數(shù)運算來解決矢量的合成。問題一問題二問題三隨堂檢測知識點撥16問題一問題二問題三隨堂檢測實例引導例2在科學研究中,可以用風力儀直接測量風力的大小,其原理如圖所示。儀器中一根輕質(zhì)金屬絲下懸掛著一個金屬球,無風時,金屬絲豎直下垂;當受到沿水平方向吹來的風時,金屬絲偏離豎直方向一定角度。風力越大,偏角越大。通過傳感器,就可以根據(jù)偏角的大小測出風力的大小,求風力大小F跟金屬球的質(zhì)量m、偏角θ之間的關系。問題一問題二問題三隨堂檢測實例引導17問題一問題二問題三隨堂檢測解析:取金屬球為研究對象,有風時,它受到三個力的作用:重力mg、水平方向的風力F和金屬絲的拉力FT,如圖所示。這三個力是共點力,在這三個共點力的作用下金屬球處于平衡狀態(tài),則這三個力的合力為零。問題一問題二問題三隨堂檢測解析:取金屬球為研究對象,有風時,18問題一問題二問題三隨堂檢測方法一:(力的合成法)如圖甲所示,風力F和拉力FT的合力與重力等大反向,由平行四邊形定則可得F=mgtan

θ。方法二:(力的分解法)重力有兩個作用效果:使金屬球抵抗風的吹力和使金屬絲拉緊,所以可以將重力沿水平方向和金屬絲的方向進行分解,如圖乙所示,由幾何關系可得F=F'=mgtan

θ。方法三:(正交分解法)以金屬球為坐標原點,取水平方向為x軸,豎直方向為y軸,建立坐標系,如圖丙所示。根據(jù)平衡條件有Fx合=FTsin

θ-F=0Fy合=FTcos

θ-mg=0解得F=mgtan

θ。答案:F=mgtanθ問題一問題二問題三隨堂檢測方法一:(力的合成法)如圖甲所示,19問題一問題二問題三隨堂檢測規(guī)律方法

處理平衡問題的常用方法(1)若出現(xiàn)直角三角形,常用三角函數(shù)表示合力與分力的關系。(2)若給定條件中有長度條件,常用力組成的三角形(矢量三角形)與長度組成的三角形(幾何三角形)的相似性求解。(3)三個以上力的合成往往用正交分解法,把作用在物體上的所有力分解到兩個相互垂直的坐標軸上。問題一問題二問題三隨堂檢測規(guī)律方法處理平衡問題的常用方法20問題一問題二問題三隨堂檢測例3如圖所示,一條不可伸長的輕質(zhì)細繩一端跨過光滑釘子b懸掛一質(zhì)量為m1的重物,懸掛點為d,另一端與另一輕質(zhì)細繩相連于c點,答案:C

問題一問題二問題三隨堂檢測例3如圖所示,一條不可伸長的輕質(zhì)細21問題一問題二問題三隨堂檢測解析:法一:合成法因c點處于平衡狀態(tài),所以任意兩個力的合力均與第三個力大小相等,方向相反,如圖甲所示,根據(jù)平行四邊形定則將力F與

合成,問題一問題二問題三隨堂檢測解析:法一:合成法22問題一問題二問題三隨堂檢測法二:分解法法三:正交分解法問題一問題二問題三隨堂檢測法二:分解法23問題一問題二問題三隨堂檢測規(guī)律方法

正交分解法坐標軸的選取技巧1.原則:盡量少分解力或?qū)⑷菀追纸獾牧Ψ纸?并且盡量不要分解未知力。2.應用正交分解法時,常按以下方法建立坐標軸。(1)研究水平面上的物體時,通常沿水平方向和豎直方向建立坐標軸。(2)研究斜面上的物體時,通常沿斜面方向和垂直斜面方向建立坐標軸。(3)研究物體在桿(或繩)的作用下轉(zhuǎn)動時,通常沿桿(或繩)方向和垂直桿(或繩)的方向建立坐標軸。問題一問題二問題三隨堂檢測規(guī)律方法正交分解法坐標軸的選取技24問題一問題二問題三隨堂檢測變式訓練2受斜向上的恒定拉力作用,物體在粗糙水平面上做勻速直線運動,則下列說法正確的是(

)A.拉力在豎直方向的分量一定大于重力B.拉力在豎直方向的分量一定等于重力C.拉力在水平方向的分量一定大于摩擦力D.拉力在水平方向的分量一定等于摩擦力答案:D

解析:受力分析如圖,由力的平衡條件可知,水平方向Fx-Ff=0,豎直方向Fy+FN-mg=0,故D正確,A、B、C錯。問題一問題二問題三隨堂檢測變式訓練2受斜向上的恒定拉力作用,25問題一問題二問題三隨堂檢測動態(tài)平衡問題情景探究如圖所示,一光滑小球靜止放置在光滑半球面的底端,利用豎直放置的光滑擋板水平向右緩慢地推動小球,則在小球運動的過程中(該過程小球未脫離球面),半球面對小球的支持力F1、擋板對小球的推力F2的大小如何變化?要點提示對小球受力分析,受重力、擋板向右的支持力和半球面的支持力,如圖。根據(jù)平衡條件解得F2=mgtan

θ,F1=,由于θ不斷增加,故F1增大、F2增大。問題一問題二問題三隨堂檢測動態(tài)平衡問題要點提示對小球受力分析26問題一問題二問題三隨堂檢測知識點撥1.動態(tài)平衡:是指平衡問題中的一部分力是變力,是動態(tài)力,力的大小和方向均要發(fā)生變化,所以叫動態(tài)平衡,這是平衡問題中的一類難題。2.基本思路:化“動”為“靜”,“靜”中求“動”。3.基本方法:圖解法、解析法和相似三角形法。問題一問題二問題三隨堂檢測知識點撥27問題一問題二問題三隨堂檢測實例引導例4如圖所示,用AO、BO兩根細線吊著一個重物P,AO與天花板的夾角θ保持不變,用手拉著BO線由水平逆時針的方向逐漸轉(zhuǎn)向豎直向上的方向,在此過程中,BO和AO中張力的大小變化情況是

(

)A.都逐漸變大B.都逐漸變小C.BO中張力逐漸變大,AO中張力逐漸變小D.BO中張力先變小后變大,AO中張力逐漸減小到零統(tǒng)編版優(yōu)秀公開課課件下載PPT課件第三章5共點力的平衡—2020-2021【新教材】人教版（2019）高中物理必修第一冊課件(共40張PPT)人教版部編版統(tǒng)編版優(yōu)秀公開課課件下載PPT課件第三章5共點力的平衡—2020-2021【新教材】人教版（2019）高中物理必修第一冊課件(共40張PPT)人教版部編版問題一問題二問題三隨堂檢測實例引導統(tǒng)編版優(yōu)秀公開課課件下載P28問題一問題二問題三隨堂檢測答案:D

解析:取接點O為研究對象,進行受力分析OA和OB繩子的拉力的合力總是與物體的重力相平衡,所以兩個拉力的合力不變,隨著OB繩子的轉(zhuǎn)動,從三角形的邊長變化可知BO中張力先變小后變大,AO中張力逐漸減小到零,D正確。統(tǒng)編版優(yōu)秀公開課課件下載PPT課件第三章5共點力的平衡—2020-2021【新教材】人教版（2019）高中物理必修第一冊課件(共40張PPT)人教版部編版統(tǒng)編版優(yōu)秀公開課課件下載PPT課件第三章5共點力的平衡—2020-2021【新教材】人教版（2019）高中物理必修第一冊課件(共40張PPT)人教版部編版問題一問題二問題三隨堂檢測答案:D統(tǒng)編版優(yōu)秀公開課課件下載29問題一問題二問題三隨堂檢測變式訓練3(多選)如圖所示,形狀和質(zhì)量完全相同的兩個圓柱體a、b靠在一起,表面光滑,重力為G,其中b的下半部剛好固定在水平面MN的下方,上邊露出另一半,a靜止在平面上。現(xiàn)過a的軸心施以水平作用力F,可緩慢地將a拉離平面一直滑到b的頂端,對該過程分析,則應有(

)A.拉力F先增大后減小,最大值是GB.開始時拉力F最大為

G,以后逐漸減小為0C.a、b間的壓力開始最大為2G,而后逐漸減小到GD.a、b間的壓力由0逐漸增大,最大為G統(tǒng)編版優(yōu)秀公開課課件下載PPT課件第三章5共點力的平衡—2020-2021【新教材】人教版（2019）高中物理必修第一冊課件(共40張PPT)人教版部編版統(tǒng)編版優(yōu)秀公開課課件下載PPT課件第三章5共點力的平衡—2020-2021【新教材】人教版（2019）高中物理必修第一冊課件(共40張PPT)人教版部編版問題一問題二問題三隨堂檢測變式訓練3(多選)如圖所示,形狀和30問題一問題二問題三隨堂檢測答案:BC

統(tǒng)編版優(yōu)秀公開課課件下載PPT課件第三章5共點力的平衡—2020-2021【新教材】人教版（2019）高中物理必修第一冊課件(共40張PPT)人教版部編版統(tǒng)編版優(yōu)秀公開課課件下載PPT課件第三章5共點力的平衡—2020-2021【新教材】人教版（2019）高中物理必修第一冊課件(共40張PPT)人教版部編版問題一問題二問題三隨堂檢測答案:BC統(tǒng)編版優(yōu)秀公開課課31問題一問題二問題三隨堂檢測例5如圖所示,一小球放置在木板與豎直墻面之間。設墻面對球的壓力大小為FN1,球?qū)δ景宓膲毫Υ笮镕N2。以木板與墻連接點所形成的水平直線為軸,將木板從圖示位置開始緩慢地轉(zhuǎn)到水平位置。不計摩擦,在此過程中(

)A.FN1始終減小,FN2始終增大B.FN1始終減小,FN2始終減小C.FN1先增大后減小,FN2始終減小D.FN1先增大后減小,FN2先減小后增大答案:B

統(tǒng)編版優(yōu)秀公開課課件下載PPT課件第三章5共點力的平衡—2020-2021【新教材】人教版（2019）高中物理必修第一冊課件(共40張PPT)人教版部編版統(tǒng)編版優(yōu)秀公開課課件下載PPT課件第三章5共點力的平衡—2020-2021【新教材】人教版（2019）高中物理必修第一冊課件(共40張PPT)人教版部編版問題一問題二問題三隨堂檢測例5如圖所示,一小球放置在木板與豎32問題一問題二問題三隨堂檢測統(tǒng)編版優(yōu)秀公開課課件下載PPT課件第三章5共點力的平衡—2020-2021【新教材】人教版（2019）高中物理必修第一冊課件(共40張PPT)人教版部編版統(tǒng)編版優(yōu)秀公開課課件下載PPT課件第三章5共點力的平衡—2020-2021【新教材】人教版（2019）高中物理必修第一冊課件(共40張PPT)人教版部編版問題一問題二問題三隨堂檢測統(tǒng)編版優(yōu)秀公開課課件下載PPT課件33問題一問題二問題三隨堂檢測規(guī)律方法

處理動態(tài)平衡問題的一般方法(1)解析法①列平衡方程求出未知量與已知量的關系表達式。②根據(jù)已知量的變化情況來確定未知量的變化情況。(2)圖解法①適用情況一般物體只受三個力作用,且其中一個力大小、方向均不變,另一個力的方向不變,第三個力大小、方向均變化。②一般步驟a.首先對物體進行受力分析,根據(jù)力平衡條件,在同一圖中畫出力的平行四邊形或三角形。b.再由力的平行四邊形或三角形的邊長變化及角度變化確定某些力的大小、方向的變化情況。③注意:當大小、方向都可變的分力(設為F1)與方向不變、大小可變的分力垂直時,F1有最小值。統(tǒng)編版優(yōu)秀公開課課件下載PPT課件第三章5共點力的平衡—2020-2021【新教材】人教版（2019）高中物理必修第一冊課件(共40張PPT)人教版部編版統(tǒng)編版優(yōu)秀公開課課件下載PPT課件第三章5共點力的平衡—2020-2021【新教材】人教版（2019）高中物理必修第一冊課件(共40張PPT)人教版部編版問題一問題二問題三隨堂檢測規(guī)律方法處理動態(tài)平衡問題的一般方34問題一問題二問題三隨堂檢測變式訓練4如圖所示,與水平方向成θ角的推力F作用在物塊上,隨著θ逐漸減小直到水平的過程中,物塊始終沿水平面做勻速直線運動。關于物塊受到的外力,下列判斷正確的是(

)A.推力F先增大后減小B.推力F一直減小C.物塊受到的摩擦力先減小后增大D.物塊受到的摩擦力一直不變統(tǒng)編版優(yōu)秀公開課課件下載PPT課件第三章5共點力的平衡—2020-2021【新教材】人教版（2019）高中物理必修第一冊課件(共40張PPT)人教版部編版統(tǒng)編版優(yōu)秀公開課課件下載PPT課件第三章5共點力的平衡—2020-2021【新教材】人教版（2019）高中物理必修第一冊課件(共40張PPT)人教版部編版問題一問題二問題三隨堂檢測變式訓練4如圖所示,與水平方向成θ35問題一問題二問題三隨堂檢測答案:B

解析:對物塊受力分析,建立如圖所示的坐標系。由平衡條件得:Fcos

θ-Ff=0,FN-(mg+Fsin

θ)=0,又Ff=μFN,聯(lián)立可得

可見,當θ減小時,F一直減小,B正確;摩擦力Ff=μFN=μ(mg+Fsin

θ),可知,當θ、F減小時,Ff一直減小。統(tǒng)編版優(yōu)秀公開課課件下載PPT課件第三章5共點力的平衡—2020-2021【新教材】人教版（2019）高中物理必修第一冊課件(共40張PPT)人教版部編版統(tǒng)編版優(yōu)秀公開課課件下載PPT課件第三章5共點力的平衡—2020-2021【新教材】人教版（2019）高中物理必修第一冊課件(共40張PPT)人教版部編版問題一問題二問題三隨堂檢測答案:B統(tǒng)編版優(yōu)秀公開課課件下載36問題一問題二問題三隨堂檢測1.如圖所示,某工人正在修理草坪,推力F與水平方向成α角,割草機沿水平方向做勻速直線運動,則割草機所受阻力的大小為(

)A.Fsinα

B.Fcosα

答案:B

解析:割草機沿水平方向做勻速直線運動,四個力的合力為零,受力如圖,則有Ff=Fcos

α。統(tǒng)編版優(yōu)秀公開課課件下載PPT課件第三章5共點力的平衡—2020-2021【新教材】人教版（2019）高中物理必修第一冊課件(共40張PPT)人教版部編版統(tǒng)編版優(yōu)秀公開課課件下載PPT課件第三章5共點力的平衡—2020-2021【新教材】人教版（2019）高中物理必修第一冊課件(共40張PPT)人教版部編版問題一問題二問題三隨堂檢測1.如圖所示,某工人正在修理草坪,37問題一問題二問題三隨堂檢測2.舉重運動員在抓舉比賽時,為了減小杠鈴上升的高度和便于發(fā)力,抓握杠鈴的兩手間要有較大距離,使兩臂上舉后兩臂間成鈍角,手臂伸直后所受作用力沿手臂方向,一質(zhì)量為75kg的運動員,在舉起125kg的杠鈴時,兩臂成120°角,如圖所示,則此時運動員的每只手臂對杠鈴的作用力F及運動員對地面的壓力FN的大小分別為(g取10m/s2)(

)A.F=1250N,FN=2000NB.F=1250N,FN=3250NC.F=625N,FN=2000ND.F=722N,FN=2194N統(tǒng)編版優(yōu)秀公開課課件下載PPT課件第三章5共點力的平衡—2020-2021【新教材】人教版（2019）高中物理必修第一冊課件(共40張PPT)人教版部編版統(tǒng)編版優(yōu)秀公開課課件下載PPT課件第三章5共點力的平衡—2020-2021【新教材】人教版（2019）高中物理必修第一冊課件(共40張PPT)人教版部編版問題一問題二問題三隨堂檢測2.舉重運動員在抓舉比賽時,為了減38問題一問題二問題三隨堂檢測答案:A

解析:分析杠鈴受力如圖所示,重力、人給的兩個支持力,三個力的夾角均為120°,杠鈴處于靜止狀態(tài),合力為零。兩臂作用力大小相等,并等于杠鈴重力G,所以F1=F2=1

250

N。把杠鈴和人看作整體,整體受重力、地面的支持力,且兩力大小相等,FN=2

000

N。統(tǒng)編版優(yōu)秀公開課課件下載PPT課件第三章5共點力的平衡—2020-2021【新教材】人教版（2019）高中物理必修第一冊課件(共40張PPT)人教版部編版統(tǒng)編版優(yōu)秀公開課課件下載PPT課件第三章5共點力的平衡—2020-2021【新教材】人教版（2019）高中物理必修第一冊課件(共40張PPT)人教版部編版問題一問題二問題三隨堂檢測答案:A統(tǒng)編版優(yōu)秀公開課課件下載39問題一問題二問題三隨堂檢測3.如圖所示,清洗樓房玻璃的工人常用一根繩索將自己懸在空中,工人及其裝備的總重力為G,懸繩與豎直墻壁的夾角為α,懸繩對工人的拉力大小為FT,墻壁對工人的彈力大小為FN,不計工人與墻壁之間的摩擦。則(

)A.FT=GsinαB.FN=GtanαC.若緩慢減小懸繩的長度,FT與FN的合力變大D.若緩慢增大懸繩的長度,FT減小,FN增大答案:B統(tǒng)編版優(yōu)秀公開課課件下載PPT課件第三章5共點力的平衡—2020-2021【新教材】人教版（2019）高中物理必修第一冊課件(共40張PPT)人教版部編版統(tǒng)編版優(yōu)秀公開課課件下載PPT課件第三章5共點力的平衡—2020-2021【新教材】人教版（2019）高中物理必修第一冊課件(共40張PPT)人教版部編版問題一問題二問題三隨堂檢測3.如圖所示,清洗樓房玻璃的工人常405

共點力的平衡《共點力的平衡》課件新教材1《共點力的平衡》課件新教材15共點力的平衡《共點力的平衡》課件新教材1《共點力的平衡》41《共點力的平衡》課件新教材142一、共點力的平衡條件1.共點力:幾個力如果都作用在物體的同一點,或者它們的作用線相交于一點,這幾個力叫作共點力。

2.平衡狀態(tài):靜止狀態(tài)或者勻速直線運動狀態(tài)。3.共點力的平衡條件:在共點力作用下物體平衡的條件是合力為0。必備知識自我檢測一、共點力的平衡條件必備知識自我檢測43二、正交分解法1.定義:將已知力按互相垂直的兩個方向進行分解的方法。2.建立坐標軸的原則:一般選共點力的作用點為原點,在靜力學中,以少分解力和容易分解力為原則(即盡量多的力在坐標軸上)。3.物體處于共點力平衡狀態(tài)的正交分解方法:物體受到多個力作用F1、F2、F3…,處于平衡狀態(tài)時,可把各力沿相互垂直的x軸、y軸分解(如圖所示)。必備知識自我檢測二、正交分解法必備知識自我檢測44必備知識自我檢測1.正誤辨析(1)只有靜止的物體才受力平衡。(

)(2)物體處于平衡狀態(tài),一定是受到共點力的作用。(

)答案:×

解析:靜止狀態(tài)和勻速直線運動狀態(tài)都是受力平衡。答案:×

解析:物體處于平衡狀態(tài)可能受到共點力作用,也可能不是共點力,如下圖中的扁擔,受到的力不是共點力。必備知識自我檢測1.正誤辨析答案:×答案:×45必備知識自我檢測(3)物體受共點力作用處于平衡狀態(tài),各力一定作用于物體的同一點。(

)(4)正交分解法解決問題也遵守平行四邊形定則。(

)答案:×

解析:物體受共點力作用處于平衡狀態(tài),各力不一定作用于物體的同一點,也可能是作用線相交于一點。答案:√必備知識自我檢測(3)物體受共點力作用處于平衡狀態(tài),各力一定46必備知識自我檢測2.一木箱放在水平地面上,木箱質(zhì)量為m,用水平推力F可使木箱做勻速直線運動?，F(xiàn)保持F大小不變,方向改為與水平方向成60°角斜向上拉木箱,也能使它做勻速直線運動,如圖所示。則木箱與水平地面的動摩擦因數(shù)為(

)答案:C

解析:水平拉木箱時,由平衡條件有F-μmg=0;斜向上拉木箱時,Fcos

60°-μFN=0,FN+Fsin

60°=mg,解得μ=,C項正確。必備知識自我檢測2.一木箱放在水平地面上,木箱質(zhì)量為m,用水47問題一問題二問題三隨堂檢測共點力作用下物體的平衡情景探究如果一個物體保持靜止或做勻速直線運動,我們就說這個物體是處于平衡狀態(tài)。因此,靜止的巨石、勻速直線運動的電梯上站立的人都是處于平衡狀態(tài)。那么,保持物體平衡需要什么條件呢?問題一問題二問題三隨堂檢測共點力作用下物體的平衡48問題一問題二問題三隨堂檢測要點提示如果物體受兩個力作用而平衡,這兩個力一定等大反向且作用在一條直線上,即合力為零。如果物體受多個力而平衡,根據(jù)力的合成定則,我們可以把任意兩個共點力用一個合力來等效代替,據(jù)此,三個以上的共點力最終都可以等效簡化為兩個共點力。可見,三個以上共點力的平衡,最終也都可以簡化為二力平衡。根據(jù)二力平衡條件,我們就可以得出在共點力作用下物體的平衡條件是合力為零,即F合=0。問題一問題二問題三隨堂檢測要點提示如果物體受兩個力作用而平衡49問題一問題二問題三隨堂檢測知識點撥

問題一問題二問題三隨堂檢測知識點撥50問題一問題二問題三隨堂檢測實例引導例1如圖所示,物體在五個共點力的作用下保持平衡,其中F1的大小為10N,方向水平向右,如果撤去力F1,而保持其余四個力不變,這四個力的合力大小為

N,方向

。

解析:根據(jù)共點力平衡的條件可知,其余四個力的合力必定與F1等大、反向,故這四個力的合力大小為10

N,方向與F1方向相反,水平向左。答案:10

水平向左問題一問題二問題三隨堂檢測實例引導解析:根據(jù)共點力平衡的條件51問題一問題二問題三隨堂檢測規(guī)律方法

物體受多個力的作用處于平衡狀態(tài),其中一個力與其他力的合力大小相等,方向相反。問題一問題二問題三隨堂檢測規(guī)律方法物體受多個力的作用處于平52問題一問題二問題三隨堂檢測變式訓練1物體受共點力作用,下列說法正確的是(

)A.物體的速度等于零,物體就一定處于平衡狀態(tài)B.物體相對另一物體保持靜止時,物體一定處于平衡狀態(tài)C.物體所受合力為零時,就一定處于平衡狀態(tài)D.物體做勻加速運動時,物體處于平衡狀態(tài)答案:C

解析:處于平衡狀態(tài)的物體,從運動形式上是處于靜止或勻速直線運動狀態(tài),從受力上來看,物體所受合外力為零。速度為零的物體,受力不一定為零,故不一定處于平衡狀態(tài),選項A錯;物體相對于另一物體靜止時,該物體相對地面不一定靜止,如當另一物體做變速運動時,該物體也做變速運動,此物體處于非平衡狀態(tài),故選項B錯;選項C符合平衡條件,為正確選項;物體做勻加速運動,所受合力不為零,故不是平衡狀態(tài),選項D錯。問題一問題二問題三隨堂檢測變式訓練1物體受共點力作用,下列說53問題一問題二問題三隨堂檢測處理平衡問題常用的方法情景探究如圖所示為懸掛式廣告掛牌,掛牌的重力為G,兩側繩與豎直方向的夾角都為θ,掛牌保持靜止。(1)掛牌受幾個力作用?這些力是共點力嗎?(2)怎樣確定兩側繩的拉力大小?說說你的想法。

問題一問題二問題三隨堂檢測處理平衡問題常用的方法54問題一問題二問題三隨堂檢測要點提示(1)如圖所示,掛牌受重力、兩側繩的拉力,共三個力作用,這三個力的作用線相交于一點,是共點力;(2)方法1:利用合成法。根據(jù)共點力平衡的條件可知,掛牌所受三個共點力的合力為零,即任意兩個力的合力與第三個力等大反向,這樣就可以利用解三角形的知識,確定繩的拉力大小。方法2:正交分解法。因為掛牌所受三個共點力的合力為零,所以將各力沿兩個互相垂直的方向正交分解后,有Fx=0;Fy=0,由方程即可確定繩的拉力大小。方法3:利用分解法。掛牌保持靜止時,其重力有兩個效果,就是沿繩使掛牌向兩側拉繩。將重力沿兩側繩的方向分解,利用解三角形的知識,也可確定繩的拉力大小。問題一問題二問題三隨堂檢測要點提示(1)如圖所示,掛牌受重力55問題一問題二問題三隨堂檢測知識點撥1.合成法:物體受三個共點力的作用而平衡,則任意兩個力的合力一定與第三個力大小相等、方向相反,據(jù)此畫出這兩個力合成的平行四邊形,利用幾何知識求解力三角形。2.分解法:物體受三個共點力的作用而平衡,將某一個力按其他兩個力的作用線分解,則其分力和其他兩個力分別等大、反向。3.正交分解法:物體受到三個或三個以上力的作用而平衡,將物體所受的力分解到相互垂直的x、y軸上,則x(或y)軸上各分力的合力為零。畫龍點睛

正交分解法是根據(jù)需要分解,目的是把各力分解到相互垂直的兩個方向上去,便于在每條軸上運用代數(shù)運算來解決矢量的合成。問題一問題二問題三隨堂檢測知識點撥56問題一問題二問題三隨堂檢測實例引導例2在科學研究中,可以用風力儀直接測量風力的大小,其原理如圖所示。儀器中一根輕質(zhì)金屬絲下懸掛著一個金屬球,無風時,金屬絲豎直下垂;當受到沿水平方向吹來的風時,金屬絲偏離豎直方向一定角度。風力越大,偏角越大。通過傳感器,就可以根據(jù)偏角的大小測出風力的大小,求風力大小F跟金屬球的質(zhì)量m、偏角θ之間的關系。問題一問題二問題三隨堂檢測實例引導57問題一問題二問題三隨堂檢測解析:取金屬球為研究對象,有風時,它受到三個力的作用:重力mg、水平方向的風力F和金屬絲的拉力FT,如圖所示。這三個力是共點力,在這三個共點力的作用下金屬球處于平衡狀態(tài),則這三個力的合力為零。問題一問題二問題三隨堂檢測解析:取金屬球為研究對象,有風時,58問題一問題二問題三隨堂檢測方法一:(力的合成法)如圖甲所示,風力F和拉力FT的合力與重力等大反向,由平行四邊形定則可得F=mgtan

θ。方法二:(力的分解法)重力有兩個作用效果:使金屬球抵抗風的吹力和使金屬絲拉緊,所以可以將重力沿水平方向和金屬絲的方向進行分解,如圖乙所示,由幾何關系可得F=F'=mgtan

θ。方法三:(正交分解法)以金屬球為坐標原點,取水平方向為x軸,豎直方向為y軸,建立坐標系,如圖丙所示。根據(jù)平衡條件有Fx合=FTsin

θ-F=0Fy合=FTcos

θ-mg=0解得F=mgtan

θ。答案:F=mgtanθ問題一問題二問題三隨堂檢測方法一:(力的合成法)如圖甲所示,59問題一問題二問題三隨堂檢測規(guī)律方法

處理平衡問題的常用方法(1)若出現(xiàn)直角三角形,常用三角函數(shù)表示合力與分力的關系。(2)若給定條件中有長度條件,常用力組成的三角形(矢量三角形)與長度組成的三角形(幾何三角形)的相似性求解。(3)三個以上力的合成往往用正交分解法,把作用在物體上的所有力分解到兩個相互垂直的坐標軸上。問題一問題二問題三隨堂檢測規(guī)律方法處理平衡問題的常用方法60問題一問題二問題三隨堂檢測例3如圖所示,一條不可伸長的輕質(zhì)細繩一端跨過光滑釘子b懸掛一質(zhì)量為m1的重物,懸掛點為d,另一端與另一輕質(zhì)細繩相連于c點,答案:C

問題一問題二問題三隨堂檢測例3如圖所示,一條不可伸長的輕質(zhì)細61問題一問題二問題三隨堂檢測解析:法一:合成法因c點處于平衡狀態(tài),所以任意兩個力的合力均與第三個力大小相等,方向相反,如圖甲所示,根據(jù)平行四邊形定則將力F與

合成,問題一問題二問題三隨堂檢測解析:法一:合成法62問題一問題二問題三隨堂檢測法二:分解法法三:正交分解法問題一問題二問題三隨堂檢測法二:分解法63問題一問題二問題三隨堂檢測規(guī)律方法

正交分解法坐標軸的選取技巧1.原則:盡量少分解力或?qū)⑷菀追纸獾牧Ψ纸?并且盡量不要分解未知力。2.應用正交分解法時,常按以下方法建立坐標軸。(1)研究水平面上的物體時,通常沿水平方向和豎直方向建立坐標軸。(2)研究斜面上的物體時,通常沿斜面方向和垂直斜面方向建立坐標軸。(3)研究物體在桿(或繩)的作用下轉(zhuǎn)動時,通常沿桿(或繩)方向和垂直桿(或繩)的方向建立坐標軸。問題一問題二問題三隨堂檢測規(guī)律方法正交分解法坐標軸的選取技64問題一問題二問題三隨堂檢測變式訓練2受斜向上的恒定拉力作用,物體在粗糙水平面上做勻速直線運動,則下列說法正確的是(

)A.拉力在豎直方向的分量一定大于重力B.拉力在豎直方向的分量一定等于重力C.拉力在水平方向的分量一定大于摩擦力D.拉力在水平方向的分量一定等于摩擦力答案:D

解析:受力分析如圖,由力的平衡條件可知,水平方向Fx-Ff=0,豎直方向Fy+FN-mg=0,故D正確,A、B、C錯。問題一問題二問題三隨堂檢測變式訓練2受斜向上的恒定拉力作用,65問題一問題二問題三隨堂檢測動態(tài)平衡問題情景探究如圖所示,一光滑小球靜止放置在光滑半球面的底端,利用豎直放置的光滑擋板水平向右緩慢地推動小球,則在小球運動的過程中(該過程小球未脫離球面),半球面對小球的支持力F1、擋板對小球的推力F2的大小如何變化?要點提示對小球受力分析,受重力、擋板向右的支持力和半球面的支持力,如圖。根據(jù)平衡條件解得F2=mgtan

θ,F1=,由于θ不斷增加,故F1增大、F2增大。問題一問題二問題三隨堂檢測動態(tài)平衡問題要點提示對小球受力分析66問題一問題二問題三隨堂檢測知識點撥1.動態(tài)平衡:是指平衡問題中的一部分力是變力,是動態(tài)力,力的大小和方向均要發(fā)生變化,所以叫動態(tài)平衡,這是平衡問題中的一類難題。2.基本思路:化“動”為“靜”,“靜”中求“動”。3.基本方法:圖解法、解析法和相似三角形法。問題一問題二問題三隨堂檢測知識點撥67問題一問題二問題三隨堂檢測實例引導例4如圖所示,用AO、BO兩根細線吊著一個重物P,AO與天花板的夾角θ保持不變,用手拉著BO線由水平逆時針的方向逐漸轉(zhuǎn)向豎直向上的方向,在此過程中,BO和AO中張力的大小變化情況是

(

)A.都逐漸變大B.都逐漸變小C.BO中張力逐漸變大,AO中張力逐漸變小D.BO中張力先變小后變大,AO中張力逐漸減小到零統(tǒng)編版優(yōu)秀公開課課件下載PPT課件第三章5共點力的平衡—2020-2021【新教材】人教版（2019）高中物理必修第一冊課件(共40張PPT)人教版部編版統(tǒng)編版優(yōu)秀公開課課件下載PPT課件第三章5共點力的平衡—2020-2021【新教材】人教版（2019）高中物理必修第一冊課件(共40張PPT)人教版部編版問題一問題二問題三隨堂檢測實例引導統(tǒng)編版優(yōu)秀公開課課件下載P68問題一問題二問題三隨堂檢測答案:D

解析:取接點O為研究對象,進行受力分析OA和OB繩子的拉力的合力總是與物體的重力相平衡,所以兩個拉力的合力不變,隨著OB繩子的轉(zhuǎn)動,從三角形的邊長變化可知BO中張力先變小后變大,AO中張力逐漸減小到零,D正確。統(tǒng)編版優(yōu)秀公開課課件下載PPT課件第三章5共點力的平衡—2020-2021【新教材】人教版（2019）高中物理必修第一冊課件(共40張PPT)人教版部編版統(tǒng)編版優(yōu)秀公開課課件下載PPT課件第三章5共點力的平衡—2020-2021【新教材】人教版（2019）高中物理必修第一冊課件(共40張PPT)人教版部編版問題一問題二問題三隨堂檢測答案:D統(tǒng)編版優(yōu)秀公開課課件下載69問題一問題二問題三隨堂檢測變式訓練3(多選)如圖所示,形狀和質(zhì)量完全相同的兩個圓柱體a、b靠在一起,表面光滑,重力為G,其中b的下半部剛好固定在水平面MN的下方,上邊露出另一半,a靜止在平面上。現(xiàn)過a的軸心施以水平作用力F,可緩慢地將a拉離平面一直滑到b的頂端,對該過程分析,則應有(

)A.拉力F先增大后減小,最大值是GB.開始時拉力F最大為

G,以后逐漸減小為0C.a、b間的壓力開始最大為2G,而后逐漸減小到GD.a、b間的壓力由0逐漸增大,最大為G統(tǒng)編版優(yōu)秀公開課課件下載PPT課件第三章5共點力的平衡—2020-2021【新教材】人教版（2019）高中物理必修第一冊課件(共40張PPT)人教版部編版統(tǒng)編版優(yōu)秀公開課課件下載PPT課件第三章5共點力的平衡—2020-2021【新教材】人教版（2019）高中物理必修第一冊課件(共40張PPT)人教版部編版問題一問題二問題三隨堂檢測變式訓練3(多選)如圖所示,形狀和70問題一問題二問題三隨堂檢測答案:BC

統(tǒng)編版優(yōu)秀公開課課件下載PPT課件第三章5共點力的平衡—2020-2021【新教材】人教版（2019）高中物理必修第一冊課件(共40張PPT)人教版部編版統(tǒng)編版優(yōu)秀公開課課件下載PPT課件第三章5共點力的平衡—2020-2021【新教材】人教版（2019）高中物理必修第一冊課件(共40張PPT)人教版部編版問題一問題二問題三隨堂檢測答案:BC統(tǒng)編版優(yōu)秀公開課課71問題一問題二問題三隨堂檢測例5如圖所示,一小球放置在木板與豎直墻面之間。設墻面對球的壓力大小為FN1,球?qū)δ景宓膲毫Υ笮镕N2。以木板與墻連接點所形成的水平直線為軸,將木板從圖示位置開始緩慢地轉(zhuǎn)到水平位置。不計摩擦,在此過程中(

)A.FN1始終減小,FN2始終增大B.FN1始終減小,FN2始終減小C.FN1先增大后減小,FN2始終減小D.FN1先增大后減小,FN2先減小后增大答案:B

統(tǒng)編版優(yōu)秀公開課課件下載PPT課件第三章5共點力的平衡—2020-2021【新教材】人教版（2019）高中物理必修第一冊課件(共40張PPT)人教版部編版統(tǒng)編版優(yōu)秀公開課課件下載PPT課件第三章5共點力的平衡—2020-2021【新教材】人教版（2019）高中物理必修第一冊課件(共40張PPT)人教版部編版問題一問題二問題三隨堂檢測例5如圖所示,一小球放置在木板與豎72問題一問題二問題三隨堂檢測統(tǒng)編版優(yōu)秀公開課課件下載PPT課件第三章5共點力的平衡—2020-2021【新教材】人教版（2019）高中物理必修第一冊課件(共40張PPT)人教版部編版統(tǒng)編版優(yōu)秀公開課課件下載PPT課件第三章5共點力的平衡—2020-2021【新教材】人教版（2019）高中物理必修第一冊課件(共40張PPT)人教版部編版問題一問題二問題三隨堂檢測統(tǒng)編版優(yōu)秀公開課課件下載PPT課件73問題一問題二問題三隨堂檢測規(guī)律方法

處理動態(tài)平衡問題的一般方法(1)解析法①列平衡方程求出未知量與已知量的關系表達式。②根據(jù)已知量的變化情況來確定未知量的變化情況。(2)圖解法①適用情況一般物體只受三個力作用,且其中一個力大小、方向均不變,另一個力的方向不變,第三個力大小、方向均變化。②一般步驟a.首先對物體進行受力分析,根據(jù)力平衡條件,在同一圖中畫出力的平行四邊形或三角形。b.再由力的平行四邊形或三角形的邊長變化及角度變化確定某些力的大小、方向的變化情況。③注意:當大小、方向都可變的分力(設為F1)與方向不變、大小可變的分力垂直時,F1有最小值。統(tǒng)編版優(yōu)秀公開課課件下載PPT課件第三章5共點力的平衡—2020-2021【新教材】人教版（2019）高中物理必修第一冊課件(共40張PPT)人教版部編版統(tǒng)編版優(yōu)秀公開課課件下載PPT課件第三章5共點力的平衡—2020-2021【新教材】人教版（2019）高中物理必修第一冊課件(共40張PPT)人教版部編版問題一問題二問題三隨堂檢測規(guī)律方法處理動態(tài)平衡問題的一般方74問題一問題二問題三隨堂檢測變式訓練4如圖所示,與水平方向成θ角的推力F作用在物塊上,隨著θ逐漸減小直到水平的過程中,物塊始終沿水平面做勻速直線運動。關于物塊受到的外力,下列判斷正確的是(

)A.推力F先增大后減小B.推力F一直減小C.物塊受到的摩擦力先減小后增大D.物塊受到的摩擦力一直不變統(tǒng)編版優(yōu)秀公開課課件下載PPT課件第三章5共點力的平衡—2020-2021【新教材】人教版（2019）高中物理必修第一冊課件(共40張PPT)人教版部編版統(tǒng)編版優(yōu)秀公開課課件下載PPT課件第三章5共點力的平衡—2020-2021【新教材】人教版（2019）高中物理必修第一冊課件(共40張PPT)人教版部編版問題一問題二問題三隨堂檢測變式訓練4如圖所示,與水平方向成θ75問題一問題二問題三隨堂檢測答案:B

解析:對物塊受力分析,建立如圖所示的坐標系。由平衡條件得:Fcos

θ-Ff=0,FN-(mg+Fsin

θ)=0,又Ff