共點力的平衡高一上物理人教版（2019）必修第一冊

第三章相互作用——力5

共點力的平衡導入新課懸停在空中的直升飛機沿直線勻速行駛的列車運動狀態(tài)：_______________運動狀態(tài)：________________靜止狀態(tài)勻速直線運動狀態(tài)受哪些力？合力是怎樣的？各個力之間存在什么關系？交流討論

一、共點力平衡的條件1．用彈簧測力計測量一個物體的重力。彈簧測力計測的是物體的重力嗎？為什么彈簧測力計的拉力F

大小等于物體的重力G

的大小呢？重物必須保持什么運動狀態(tài)才能使F=G

？對物體的拉力二力平衡靜止或勻速直線運動狀態(tài)GF交流討論

一、共點力平衡的條件這兩個力大小相等，方向相反、作用在同一條直線上——合力為零。物體只受兩個力達到平衡狀態(tài)時，這兩個力有什么關系？其合力為多少？一、共點力平衡的條件2．如圖所示，燈泡處于靜止狀態(tài)。燈泡受哪幾個力？猜想它們之間的關系是怎樣的？用學過的知識能否驗證你的猜想？

如何用實驗驗證猜想？GFBFA合成任意兩個力→燈泡相當于只受兩個力的作用，如果要達到靜止，合力與另一個力必須等大，反向。靜止→合力為0一、共點力平衡的條件3．實驗：驗證共點力的平衡條件用三個彈簧測力計拉繩套，使節(jié)點靜止。記錄三個力的大小、方向。作力的圖示，利用平行四邊形定則，

求出三個力的合力。分析結果，得出結論。實驗現(xiàn)象：___________________________。在誤差允許范圍內(nèi)，合力為零一、共點力平衡的條件梳理深化

平衡狀態(tài)：物體受到幾個力作用時，如果保持靜止或勻速直線運動狀態(tài)，我們就說這個物體處于平衡狀態(tài)。靜止狀態(tài)：v＝0，a＝0勻速直線運動：v≠

0，a＝0一、共點力平衡的條件梳理深化

共點力平衡的條件：

在共點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方向上所有力的和。物體受三個互成角度的力作用：其中任意兩個力的合力必與第三個力等值反向。一、共點力平衡的條件鞏固提升例1．（多選）下列說法正確的是（）A．豎直上拋的物體達最高點時，物體處于平衡狀態(tài)B．電梯勻速上升時，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、共點力平衡的條件練習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．做自由落體運動的物體在剛開始下落時ACTNG二、共點力的平衡條件的應用交流討論

沿光滑的墻壁用網(wǎng)兜把一個足球掛在A

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

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

解法一：合成法取足球作為研究對象，受重力G＝mg、墻壁的支持力N

和懸繩的拉力T

三個共點力作用而平衡；Ftanα＝mgtanαN＝_____________T＝_____________N

和T

的合力F

與G

大小相等、方向相反，

即F＝G；二、共點力的平衡條件的應用梳理深化

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

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、共點力的平衡條件的應用梳理深化

解法三：矢量三角形法適用條件：適用于解決三力共點的平衡問題；方法闡述：任意選取一個力位置不動，將另外連個力平移構成矢量三角形，其合力為零。二、共點力的平衡條件的應用梳理深化

解法三：矢量三角形法保持G不動，將T

和N

平移，三個力構成一個順接的封閉的矢量三角形。通過數(shù)學方法解三角形，就可以得到三個力之間的大小關系：Gtanα＝mgtanαN＝_____________T＝_____________二、共點力的平衡條件的應用梳理深化

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

取水平方向為x軸，豎直方向為y軸，將T分別沿x軸和y軸方向進行分解。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、共點力的平衡條件的應用鞏固提升例2．一運送物資的直升飛機沿水平方向勻速飛行。已知物資的總質量為m，吊運物資的懸索與豎直方向成θ角。設物資所受的空氣阻力為f，懸索對物資的拉力為T，重力加速度為g，則（）A．f＝mgsinθ

B．f＝mgtanθC．T＝

D．T＝BTGf二、共點力的平衡條件的應用練習2．某空乘工作人員在地面上拉著一個質量m＝30kg的箱子勻速前進，已知箱子與地面間的動摩擦因數(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、共點力的平衡條件的應用代入G＝mg＝300N，f＝μN＝0.5N，θ＝45°解：箱子受到四個力的作用，建立如圖所示的直角坐標系，將拉力F沿兩個坐標軸方向分解為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課堂小結共點力的平衡平衡狀態(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