【课件】共点力的平衡 2023-2024学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册.pptx

第5节 共点力的平衡第三章相互作用力导入新课视频平衡大师 平衡是什么状态，具备怎样的条件才能平衡？l怎样做到如此巧妙的平衡？一、共点力平衡的条件交流讨论 l平衡状态是怎样的运动状态？l物体处于平衡状态时在受力上应满足什么条件？匀速下落的降落伞匀速走钢丝的人停驻的小鸟匀速行驶的列车一、共点力平衡的条件匀速下落的降落伞匀速走钢丝的人停驻的小鸟匀速行驶的列车l平衡状态静止或匀速直线运动状态；l二力平衡大小相等、方向相反、作用在同一条直线上、作用在同一个物体上。一、共点力平衡的条件l猜想：若物体在三个共点力的作用下处于平衡状态，则三力平衡的条件是什么？结合图示，设计实验进行验证。一、共点力平衡的条件记录三个弹簧测力计的读数及方向，分别作出力的图示，并求出F2、F3的合力，验证合力与F1的关系。总结出三个共点力平衡的条件；推理若有四个及以上的共点力平衡，应该遵循怎样的规律？F1F2F3F23l实验过程：一、共点力平衡的条件梳理深化 1.平衡状态：2.共点力作用下物体平衡的条件：_如果一个物体在力的作用下保持静止或匀速直线运动状态，我们就说这个物体处于平衡状态。F合0一、共点力平衡的条件梳理深化 二力平衡：这两个力必然_；三力平衡：任意两力的合力必与第三个力_；n 个共点力平衡：任意一个力都与其余 n-1 个力的合力_。3.共点力作用下物体平衡的条件的推论：等大、反向等大、反向等大、反向一、共点力平衡的条件例1下列物体中处于平衡状态的是（）A静止在粗糙斜面上的物体B沿光滑斜面下滑的物体C在平直路面上加速行驶的汽车D做自由落体运动的物体在刚开始下落速度为零的一瞬间巩固提升A一、共点力平衡的条件练习1如图所示，铁质的棋盘竖直放置，每个棋子都是一个小磁铁，能吸在棋盘上，不计棋子间的相互作用力，下列说法正确的是（）A小棋子共受三个力作用B棋子对棋盘的压力大小一定等于重力C磁性越强的棋子所受的摩擦力越大D质量不同的棋子所受的摩擦力不同D二、共点力的平衡条件的应用交流讨论 某幼儿园要在空地上做一个滑梯，根据空地的大小，滑梯的水平宽度确定为6 m。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？将滑梯抽象成一个斜面模型，以匀速下滑的小孩为研究对象，分析受力情况。二、共点力的平衡条件的应用GNf设斜面倾角为，滑梯水平宽度为 b6 cm，滑梯高度为 hbtanxyGsinGcos以沿斜面方向为x轴，垂直斜面方向为y轴，建立直角坐标系，并将G分解到坐标轴上，x轴方向上：y轴方向上：GsinfNGcosN解得：hb0.46 m2.4 m故滑梯至少要高2.4 m。二、共点力的平衡条件的应用梳理深化 1解决共点力平衡问题的基本步骤：（1）选取研究对象；（2）对研究对象进行受力分析；（3）建立适当的坐标系，对力进行合成或分解；（4）根据平衡条件列方程求解。二、共点力的平衡条件的应用适用情景第一步：作图第二步：计算合成法受力个数3，已知力个数2作平行四边形步骤：画已知大小和方向的力；画已知方向的力；画已知大小的力。根据三角函数、勾股定理、相似三角形等计算合力（或分力）；根据平衡条件确定与合力（或分力）平衡的力。效果分解法受力个数3，已知力个数1正交分解法适用于各种情况，尤其受力个数3的情况确定坐标轴方向；分解不在轴上的力。根据平衡条件列方程；解方程，求解未知力。2解决共点力平衡问题的常用方法二、共点力的平衡条件的应用巩固提升例2重型自卸车利用液压装置使车厢缓慢倾斜到一定角度，车厢上的木箱就会自动滑下。以下说法正确的是（）A木箱下滑前，车厢倾角越大，木箱所受摩擦力越大B木箱下滑前，车厢倾角越大，木箱与车厢间的压力越大C木箱下滑时，车厢倾角越大，木箱所受摩擦力越大D木箱下滑时，车厢倾角越大，木箱与车厢的动摩擦因数越大A二、共点力的平衡条件的应用练习2某屋顶为半球形，一人在半球形屋顶上向上缓慢爬行（如图所示），他在向上爬的过程中（）A屋顶对他的支持力不变B屋顶对他的支持力变大C屋顶对他的摩擦力不变D屋顶对他的摩擦力变大B二、共点力的平衡条件的应用例3沿光滑的墙壁用网兜把一个足球挂在A 点，足球的质量为m，网兜的质量不计，足球与墙壁的接触点为B，悬绳与墙壁的夹角为，求悬绳对球的拉力和墙壁对球的支持力。TNG分析：物体处于三力平衡状态，可以考虑用效果分解法、合成法和正交分解法。二、共点力的平衡条件的应用解法一：合成法l取足球作为研究对象，受重力Gmg、墙壁的支持力N 和悬绳的拉力T 三个共点力作用而平衡；FtanmgtanN_T_l由共点力平衡的条件可知，N 和T 的合力F 与G 大小相等、方向相反，即FG；二、共点力的平衡条件的应用F1mgtanl将重力G 分解为F1和F2，由共点力平衡条件可知，N与F1的合力必为零，T与F2的合力也必为零；N_T_解法二：效果分解法二、共点力的平衡条件的应用l取水平方向为x轴，竖直方向为y轴，将T分别沿x轴和y轴方向进行分解。l由平衡条件可知，在x轴和y轴方向上的合力Fx合和Fy合应分别等于零：TsinmgtanN_T_Fx合_0Fy合_0NTsinTcosG解法三：正交分解法二、共点力的平衡条件的应用练习3物块在轻绳的拉动下沿倾角为30的固定斜面向上匀速运动，轻绳与斜面平行。已知物块与斜面之间的动摩擦因数为 ，重力加速度取10 m/s2。若轻绳能承受的最大张力为1 500 N，则物块的质量最大为（）A150 kgB kgC200 kgD kgA课堂小结平衡条件解决方法合力为零平衡状态静止共点力的平衡匀速直线运动合成法效果分解法正交分解法 谢谢观看，你今天收获了什么？