教科版高中物理必修第一册精品课件 第3章 相互作用 6 共点力作用下物体的平衡.ppt

第三章6共点力作用下物体的平衡

基础知识梳理与落实重点难点探究与突破目录索引即学即用检测与提升

【学习任务与素养目标】1.理解共点力和共点力平衡的概念,知道共点力作用下物体平衡的条件。(物理观念)2.会用共点力平衡条件解决有关力的平衡问题,会用正交分解法解决相关问题。(科学思维)3.学会图解法、解析法解决动态平衡问题。(科学思维)

基础知识梳理与落实

一、共点力作用下物体的平衡状态如果物体保持静止或状态,我们就说这个物体处于平衡状态。?二、共点力作用下物体的平衡条件1.平衡条件的概念要使物体保持状态,作用在物体上的力必须满足一定的条件。?2.共点力作用下物体的平衡条件:物体受到的,即F合=0。?匀速直线运动平衡合力为零

3.当物体受到多个共点力(在同一平面内)的作用时,可用_______________的方法,平衡条件可写成?4.三力平衡:物体在三个共点力作用下处于平衡状态时,我们可以把其中任意两个共点力用一个合力等效替代,三力平衡简化为。因此三个共点力作用下物体的平衡条件也是物体的。?正交分解00二力平衡合力为零

易错辨析(1)只有静止的物体才受力平衡。()(2)物体处于平衡状态,一定是受到共点力的作用。()×保持静止状态和匀速直线运动状态的物体都受力平衡。×物体处于平衡状态可能受到共点力作用,也可能不是共点力,如下图中的扁担,受到的力不是共点力。

(3)物体受共点力作用处于平衡状态,各力一定作用于物体的同一点。()×物体受共点力作用处于平衡状态,各力不一定作用于物体的同一点,也可能是作用线相交于一点。

重点难点探究与突破

学习任务一共点力作用下物体的平衡情境导学如果一个物体保持静止或做匀速直线运动,我们就说这个物体处于平衡状态。因此,如图所示的静止的巨石、扶梯上匀速直线运动的人都是处于平衡状态。那么,保持物体平衡需要什么条件呢?

提示如果物体受两个力作用而平衡,这两个力一定等大反向且作用在一条直线上,即合力为零。如果物体受多个力而平衡,根据力的合成定则,我们可以把任意两个共点力用一个合力来等效代替,据此,三个以上的共点力最终都可以等效简化为两个共点力。可见,三个以上共点力的平衡,最终也都可以简化为二力平衡。根据二力平衡条件,我们就可以得出在共点力作用下保持物体平衡的条件是合力为零,即F合=0。

规律总结

典例剖析【例题1】(多选)某物体在三个共点力F1、F2、F3作用下处于平衡状态,若把力F1的方向沿顺时针转过90°而保持其大小不变,其余两个力保持不变,则下列说法正确的是()A.力F2、F3的合力大小为F1B.力F2、F3的合力大小为F1C.此时物体所受到的合力大小为F1D.此时物体所受到的合力大小为F1AD

解析三力平衡时,任意两个力的合力与第三个力等大、反向、共线,故力F2、F3的合力大小为F1,方向与F1反向,选项A正确,B错误;力F1转过90°后,物体相当于受两个互成90°的大小等于F1的力作用,根据平行四边形定则可知,此时物体所受到的合力大小为F1,选项D正确,C错误。

方法技巧物体受多个力的作用处于平衡状态,其中一个力与其他力的合力大小相等、方向相反。

对点演练1.拱券结构是古代工匠的一种创举,如图所示,用六块相同的楔形块构成一个半圆形的拱券结构,每块楔形块的质量均为m,重力加速度为g,则2和3之间的作用力为()A.mgB.2mgB

解析以中间3、4楔形块整体为研究对象,其受力如图所示,由对称性可知F1=F2,根据平衡有F1=F2=2mg,故B正确。

学习任务二处理平衡问题常用的方法情境导学如图为悬挂式广告挂牌,挂牌所受的重力为G,两侧绳与竖直方向的夹角都为θ,挂牌保持静止。(1)挂牌受几个力作用?这些力是共点力吗?(2)怎样确定两侧绳的拉力大小?说说你的方法。

提示(1)如图所示,挂牌受重力、两侧绳的拉力,共三个力作用,这三个力的作用线相交于一点,是共点力。

(2)方法1:利用合成法。根据共点力平衡的条件可知,挂牌所受三个共点力的合力为零,即任意两个力的合力与第三个力等大反向,这样就可以利用解三角形的知识,确定绳的拉力大小。方法2:正交分解法。因为挂牌所受三个共点力的合力为零,所以将各力沿两个互相垂直的方向正交分解后,得Fx=0、Fy=0,由方程即可确定绳的拉力大小。方法3:利用分解法。将重力沿两侧绳的方向分解,利用解三角形的知识,也可确定绳的拉力大小。

规律总结1.处理静态平衡问题的常用方法方法内容合成法物体受三个共点力的作用而平衡,则任意两个力的合力一定与第三个力大小相等,方向相反正交分解法物体受到三个或三个以上力的