共點力的平衡 導學案-2024-2025學年高一上學期物理人教版（2019）必修第一冊

3-5-3-5-.5共點力的平衡【課標要求】能用共點力的平衡條件分析生產生活中的問題【學習目標】(1)知道什么是共點力。(2)在二力平衡的基礎上，經(jīng)過科學推理，得出共點力平衡的條件:物體所受合力為0。(3)會用共點力平衡的條件，分析生活和生產中的實際問題，體會物理學知識的實際應用價值。【創(chuàng)設情境】下面的物體在力的作用下處于平衡狀態(tài)，根據(jù)每幅圖力作用線的幾何關系可分為兩類，______________為共點力，_____________為平行力，依據(jù)是______________________【問題體驗1】1.判斷下面的物體是否處于平衡狀態(tài)，分析平衡狀態(tài)的物體需滿足什么條件（1）平直馬路上在牽引力作用下勻速前進的汽車（2）用細線懸掛在天花板上的靜止小球（3）用細線懸掛在天花板上的靜止小球，在剪斷細線的瞬間（4）豎直上拋達到了最高點的小球(不計空氣阻力)2.在兩個共點力作用下的平衡的物體，兩個力滿足的關系是_________________________3.在三個共點力作用下保持平衡狀態(tài)的物體，三個力滿足的關系是_______________________________________________________________________________________________4.在四個共點力作用下保持平衡狀態(tài)的物體，四個力滿足的關系是____________________________________________________________________________【歸納總結1】1.共點力：幾個力如果都作用在物體的，或它們的作用線，這幾個力叫共點力,反之，如果是共點力，那么他們的作用線。2.平衡狀態(tài)：物體處于或者的狀態(tài)。3.若物體受到兩個共點力作用處于平衡狀態(tài)，則這兩個力大小、方向,物體受到的合外力為。4.若物體受到三個共點力作用處于平衡狀態(tài)，則任意兩個力的與第三個力大小、方向,物體受到的合外力為。5.若物體受到n個共點力作用處于平衡狀態(tài)，則任意個力的與第n個力大小、方向,物體受到的合外力為。6.共點力平衡的條件：在共點力的作用下物體平衡的條件是。7.物體在多個共點力作用下處于平衡狀態(tài)時，所受合力為_______。此時平移力的作用線，使各力_______相接，必然會構成一個______的多邊形(圖4-26)。反過來，我們也可根據(jù)物體所受的多個共點力能否構成封閉的多邊形，來判斷物體是否處于_________狀態(tài)?！具_標檢測1】4.在多個共點力作用下保持平衡的物體，多個力滿足的關系是？如物體在五個共點力的作用下保持平衡。如果撤去力F1，而保持其余四個力不變，請在圖上畫出這四個力的合力的大小和方向?！締栴}體驗2】某幼兒園要在空地上做一個滑梯（如圖），根據(jù)空地的大小，滑梯的水平跨度確定為6m。設計時，滑板和兒童褲料之間的動摩擦因數(shù)取0.4，為使兒童在滑梯游戲時能在滑板上滑下，滑梯至少要多高？方法一：方法二：【歸納總結2】1.解題步驟：（1）確定（物體、質點或繩的結點等）；（2）對研究對象進行，畫出力的示意圖；（3）根據(jù)共點力的平衡條件列方程（法、法或法）；（4）解平衡方程。2.當作用在一個物體上的多個共點力的合力等于零時，它們在水平方向上的分力的合力等于_______，在豎直方向上的分力的合力也等于_______。在共點力平衡問題中，常取兩個互相垂直的方向進行考察【達標檢測2】生活中常用一根水平繩拉著懸吊重物的繩索來改變或固定懸吊物的位置。如圖，懸吊重物的細繩，其O點被一水平繩BO牽引，使懸繩AO段和豎直方向成θ角。若懸吊物所受的重力為G，則懸繩AO和水平繩BO所受的拉力大小各等于多少？方法一：方法二：若θ角變大，則懸繩AO和水平繩BO所受的拉力如何變化？保持懸繩AO方向不變，將BO繩逆時針旋轉900的過程中，兩繩拉力如何變化？【問題體驗3】一根細線系著一個小球，細線上端固定在橫梁上。給小球施加力F，小球平衡后細線跟豎直方向的夾角為θ，如圖3-9所示?，F(xiàn)改變F的方向，但仍然要使小球在圖中位置保持平衡，即保持θ不變，問：F可能的方向有哪些？請在圖中標明F方向的范圍，并簡述理由。以上F的大小可以任意調節(jié)?！練w納總結3】動態(tài)平衡問題的解題方法【達標檢測3】2.一臺空調外機用兩個三角形支架固定在外墻上（圖3-6），空調外機的重心恰好在支架橫梁和斜梁的連接點O的上方，重力大小為200N。橫梁AO水平，斜梁BO跟橫梁的夾角為37°，sin37°＝0.6。（1）橫梁對O點的拉力沿OA方向，斜梁對O點的壓力沿BO方向，這兩個力各有多大？（2）如果把斜梁加長一點，仍保持連接點O的位置不變，橫梁仍然水平，這時橫梁和斜梁對O點的作用力大小將如何變化？【鞏固提升3】將一個質量為4kg的鉛球放在傾角為45°的斜面上，并用豎直擋板擋住，鉛球處于靜止狀態(tài)（圖3.5-9）。不考慮鉛球受到的摩擦力，（1）鉛球對擋板的壓力和對斜面的壓力分別是多少？（2）若擋板逆時針緩慢轉到水平位置，在該過程中，斜面對小球的彈力的大小F1__________________________________擋板對小球的彈力的大小F2___________________【問題體驗4】B6用三根細線a、b、c將重力均為G的兩個小球1和2連接，并懸掛如圖3-10所示。兩小球處于靜止狀態(tài)，細線a與豎直方向的夾角為30°，細線c水平。求：（1）細線a、c分別對小球1和2的拉力大??；（2）細線b對小球2的拉力大小?！練w納總結4】共點力平衡中的連接體（疊加體）問題【達標檢測4】質量為M的斜劈放在粗糙水平地面上，斜劈上又放有一個質量為m的物塊，兩者均靜止．（1）地面對M的支持力是多少？（2）地面對M有向的靜摩擦力【鞏固提升4】如圖所示，吊籃重200N，人重500N，兩條繩均豎直，不計繩子質量及一切摩擦．人用向下的力拉繩子，當?shù)趸@勻速上升時，⑴人的拉力是多少？⑵人對吊籃的壓力是多少？【問題體驗5】6.如圖3-4，用一根輕質細繩將一幅重力為10N的畫框對稱懸掛在墻壁上，畫框上兩個掛釘間的距離為0.5m。已知繩能承受的最大拉力為10N，要使繩不會被拉斷，繩子最短要多長？【歸納總結5】相似三角形法解決平衡問題ABOC【ABOC如圖所示，用細線吊著的小球B放在光滑的大球面上，細線的另一端跨過光滑的小滑輪A由人拉著．已知小球的重量為G，小滑輪A處在大球面的正上方．人以拉力F緩慢地使小球沿大球面逐漸上升的過程中，拉力F變化情況是_____________________________大球面對小球的支持力FN的變化情況是___