共點(diǎn)力的平衡高一上物理人教版（2019）必修第一冊(cè)

第三章相互作用——力5

共點(diǎn)力的平衡導(dǎo)入新課懸停在空中的直升飛機(jī)沿直線勻速行駛的列車運(yùn)動(dòng)狀態(tài)：_______________運(yùn)動(dòng)狀態(tài)：________________靜止?fàn)顟B(tài)勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)受哪些力？合力是怎樣的？各個(gè)力之間存在什么關(guān)系？交流討論

一、共點(diǎn)力平衡的條件1．用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量一個(gè)物體的重力。彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)的是物體的重力嗎？為什么彈簧測(cè)力計(jì)的拉力F

大小等于物體的重力G

的大小呢？重物必須保持什么運(yùn)動(dòng)狀態(tài)才能使F=G

？對(duì)物體的拉力二力平衡靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)GF交流討論

一、共點(diǎn)力平衡的條件這兩個(gè)力大小相等，方向相反、作用在同一條直線上——合力為零。物體只受兩個(gè)力達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，這兩個(gè)力有什么關(guān)系？其合力為多少？一、共點(diǎn)力平衡的條件2．如圖所示，燈泡處于靜止?fàn)顟B(tài)。燈泡受哪幾個(gè)力？猜想它們之間的關(guān)系是怎樣的？用學(xué)過(guò)的知識(shí)能否驗(yàn)證你的猜想？

如何用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證猜想？GFBFA合成任意兩個(gè)力→燈泡相當(dāng)于只受兩個(gè)力的作用，如果要達(dá)到靜止，合力與另一個(gè)力必須等大，反向。靜止→合力為0一、共點(diǎn)力平衡的條件3．實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證共點(diǎn)力的平衡條件用三個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉繩套，使節(jié)點(diǎn)靜止。記錄三個(gè)力的大小、方向。作力的圖示，利用平行四邊形定則，

求出三個(gè)力的合力。分析結(jié)果，得出結(jié)論。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：___________________________。在誤差允許范圍內(nèi)，合力為零一、共點(diǎn)力平衡的條件梳理深化

平衡狀態(tài)：物體受到幾個(gè)力作用時(shí)，如果保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，我們就說(shuō)這個(gè)物體處于平衡狀態(tài)。靜止?fàn)顟B(tài)：v＝0，a＝0勻速直線運(yùn)動(dòng)：v≠

0，a＝0一、共點(diǎn)力平衡的條件梳理深化

共點(diǎn)力平衡的條件：

在共點(diǎn)力作用下物體平衡的條件是合力為0。物體受的所有力都在同一條直線上：正方向上所有力的和等于負(fù)方向上所有力的和。物體受三個(gè)互成角度的力作用：其中任意兩個(gè)力的合力必與第三個(gè)力等值反向。一、共點(diǎn)力平衡的條件鞏固提升例1．（多選）下列說(shuō)法正確的是（）A．豎直上拋的物體達(dá)最高點(diǎn)時(shí)，物體處于平衡狀態(tài)B．電梯勻速上升時(shí)，電梯中的人處于平衡狀態(tài)C．豎直彈簧上端固定，下端掛一個(gè)重物，平衡后用力F

將它再拉下一段距離后突然撤去力F，重物仍處于平衡狀態(tài)D．只有加速度為零的物體才處于平衡狀態(tài)BD一、共點(diǎn)力平衡的條件練習(xí)1．（多選）下列物體處于平衡狀態(tài)的是（）A．靜止在粗糙斜面上的物體B．物體在光滑斜面上由靜止釋放后沿斜面自由下滑C．在平直公路上勻速行駛的汽車D．做自由落體運(yùn)動(dòng)的物體在剛開(kāi)始下落時(shí)ACTNG二、共點(diǎn)力的平衡條件的應(yīng)用交流討論

沿光滑的墻壁用網(wǎng)兜把一個(gè)足球掛在A

點(diǎn)，足球的質(zhì)量為m，網(wǎng)兜的質(zhì)量不計(jì)，足球與墻壁的接觸點(diǎn)為B，懸繩與墻壁的夾角為α，求懸繩對(duì)球的拉力和墻壁對(duì)球的支持力。（1）足球處于什么運(yùn)動(dòng)狀態(tài)？（2）足球受到哪幾個(gè)力的作用？這幾個(gè)力是共點(diǎn)力嗎？（3）這幾個(gè)力的大小關(guān)系是怎樣的？用什么方法研究？靜止二、共點(diǎn)力的平衡條件的應(yīng)用梳理深化

解法一：合成法適用條件：適用于解決三力或多力共點(diǎn)的平衡問(wèn)題；方法闡述：運(yùn)用平行四邊形定則求相鄰兩個(gè)力的合力，與另外其他力的合力等值反向。二、共點(diǎn)力的平衡條件的應(yīng)用梳理深化

解法一：合成法取足球作為研究對(duì)象，受重力G＝mg、墻壁的支持力N

和懸繩的拉力T

三個(gè)共點(diǎn)力作用而平衡；Ftanα＝mgtanαN＝_____________T＝_____________N

和T

的合力F

與G

大小相等、方向相反，

即F＝G；二、共點(diǎn)力的平衡條件的應(yīng)用梳理深化

解法二：分解法適用條件：適用于解決三力共點(diǎn)的平衡問(wèn)題；方法闡述：任意選取一個(gè)力按照力的作用效果進(jìn)行分解，其分力與另外兩個(gè)力等值反向。二、共點(diǎn)力的平衡條件的應(yīng)用梳理深化

解法二：分解法F1′＝mgtanα將重力G

分解為F1′和F2′，由共點(diǎn)力平衡條件可知，N與F1′的合力必為零，T與F2′的合力也必為零；N＝_____________T＝_____________二、共點(diǎn)力的平衡條件的應(yīng)用梳理深化

解法三：矢量三角形法適用條件：適用于解決三力共點(diǎn)的平衡問(wèn)題；方法闡述：任意選取一個(gè)力位置不動(dòng)，將另外連個(gè)力平移構(gòu)成矢量三角形，其合力為零。二、共點(diǎn)力的平衡條件的應(yīng)用梳理深化

解法三：矢量三角形法保持G不動(dòng)，將T

和N

平移，三個(gè)力構(gòu)成一個(gè)順接的封閉的矢量三角形。通過(guò)數(shù)學(xué)方法解三角形，就可以得到三個(gè)力之間的大小關(guān)系：Gtanα＝mgtanαN＝_____________T＝_____________二、共點(diǎn)力的平衡條件的應(yīng)用梳理深化

解法四：正交分解法適用條件：適用于解決三力或多力共點(diǎn)的平衡問(wèn)題；方法闡述：建立平面直角坐標(biāo)系，盡可能使更多的力在坐標(biāo)軸上，不在坐標(biāo)軸上的力分解到坐標(biāo)軸上，在兩坐標(biāo)軸上的力合力為零。二、共點(diǎn)力的平衡條件的應(yīng)用梳理深化

取水平方向?yàn)閤軸，豎直方向?yàn)閥軸，將T分別沿x軸和y軸方向進(jìn)行分解。由平衡條件可知，在x軸和y軸方向上的合力Fx合和Fy合應(yīng)分別等于零：Tsinα＝mgtanαN＝_____________T＝_____________Fx合＝_________＝0Fy合＝_________＝0N－TsinαTcosα－G解法四：正交分解法二、共點(diǎn)力的平衡條件的應(yīng)用鞏固提升例2．一運(yùn)送物資的直升飛機(jī)沿水平方向勻速飛行。已知物資的總質(zhì)量為m，吊運(yùn)物資的懸索與豎直方向成θ角。設(shè)物資所受的空氣阻力為f，懸索對(duì)物資的拉力為T，重力加速度為g，則（）A．f＝mgsinθ

B．f＝mgtanθC．T＝

D．T＝BTGf二、共點(diǎn)力的平衡條件的應(yīng)用練習(xí)2．某空乘工作人員在地面上拉著一個(gè)質(zhì)量m＝30kg的箱子勻速前進(jìn)，已知箱子與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝0.5，拉力F

與水平方向的夾角為θ＝45°，取g＝10m/s2。求拉力F

的大小。二、共點(diǎn)力的平衡條件的應(yīng)用代入G＝mg＝300N，f＝μN(yùn)＝0.5N，θ＝45°解：箱子受到四個(gè)力的作用，建立如圖所示的直角坐標(biāo)系，將拉力F沿兩個(gè)坐標(biāo)軸方向分解為F1和F2，

得：F1＝Fcosθ，F(xiàn)2＝Fsinθ在

x

軸方向上：在

y

軸方向上：解得F＝f＝F1＝FcosθF2＋N＝Fsinθ＋N＝G100N課堂小結(jié)共點(diǎn)力的平衡平衡狀態(tài)平衡條件靜止勻速直線三力平衡：合成法、分解法、

正交分解法、三角形法合力為零平衡條件的