3.5共点力的平衡 课件高一上学期物理人教版（2019）必修第一册.pptx

3.5共点力的平衡

平衡是一种美

知识点1：注意：物理学中有时出现”缓慢移动”也说明物体处于平衡状态.——物体处于静止或者匀速直线运动的状态叫做平衡状态。平衡状态静止在桌面上的书匀速行驶的汽车静止在斜面上的木块

要点提炼

平衡状态中所说的“静止”如何理解？一个物体在某一时刻速度v＝0，那么物体在这一时刻一定受力平衡吗？思考与讨论例如：竖直上抛的物体运动到最高点时，这一瞬时速度为零，但这一状态不可能保持，因而上抛物体在最高点不能称为静止，即速度为零不等同于静止，物体在这一时刻不一定受力平衡。?平衡状态

共点力的平衡条件静止的书二力平衡GFN作用在同一物体上的两个力，如果大小相等、方向相反，并且在同一条直线上，这两个力平衡。力的合成平衡条件：合力为0FN=GF合=0静止的电灯??

共点力的平衡条件思考与讨论:课前视频中的物体是怎样实现平衡的?GFNGFN

?????F?F(传送带对物体的作用力)力的合成平衡条件：合力为0三力平衡二力平衡等效三力平衡共点力的平衡条件

四力平衡???????????????三力平衡二力平衡等效等效平衡条件：合力为0四力平衡共点力的平衡条件

物体受多个力时，任意一个力与其余各力（n-1个力）的合力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。多力（N个力）平衡等效二力平衡多力平衡

共点力平衡的条件在共点力作用下物体平衡的条件是合力为0。

方法总结三力平衡问题常用方法合成法（建议）任意两个力的合力与第三个力大小相等、方向相反分解法正交分解法（建议）或将某个力按作用效果分解，则其分力与其他两个力分别平衡矢量三角形做一做：例二

??四力平衡?????????????????????三力平衡二力平衡等效等效???平衡条件：合力为0

【例题2】生活中常用一根水平绳拉着悬吊重物的绳索来改变或固定悬吊物的位置。如图，悬吊重物的细绳，其O点被一水平绳BO牵引，使悬绳AO段和竖直方向成θ角。若悬吊物所受的重力为mg，则悬绳AO和水平绳BO所受的拉力各等于多少？F3F2F1合成法F3F2F1F5F3F2F1F6乙丙F3F1F2F4甲对于三力平衡问题，可以选择任意的两个力进行合成。对甲：共点力的平衡在生活中的应用二

正交分解法：如图，以O为原点建立直角坐标系。F2方向为x轴正方向，向上为y轴正方向。F1在两坐标轴方向的分矢量分别为F1x和F1y。因x、y两方向的合力都等于0，可列方程：F2－F1x＝0F1y－F3＝0即F2－F1sinθ＝0（1）F1cosθ－G＝0（2）由（1）（2）式解得F1＝G/cosθ，F2＝Gtanθ。根据牛顿第三定律:即绳AO和绳BO所受的拉力大小分别为G/cosθ和Gtanθ。F3F1F2xyF1yF1x共点力的平衡在生活中的应用二

【例题】某幼儿园要在空地上做一个滑梯，根据空地的大小，滑梯的水平跨度确定为6m。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，滑梯要多高？ABC)θ模型构建至少

ABC方法一：正交分解法??Ff＝μFN解得tanθ=μ?可得：h=μ·AC=0.4×6m=2.4m以滑梯上正匀速下滑的小孩为研究对象，受力分析如图：沿平行和垂直于斜面两个方向建立直角坐标系，把重力G沿两个坐标轴方向分解为Gx和Gy。GFNFfθθxyGxGy共点力的平衡在生活中的应用二“三力平衡转化为四力平衡”在y轴方向上Gy-FN=0在x轴方向上Gx-Ff=0

方法一：正交分解法Ff＝μFN③把①②代入③式有化简得：h＝μb＝2.4m解：以滑梯上正匀速下滑的小孩为研究对象，设BC高度为h，AC长度为b，斜面AB长度为l，倾角为θ。沿平行和垂直于斜面两个方向建立直角坐标系，把重力G沿两个坐标轴方向分解为F1和F2。Ff＝F1＝Gsinθ＝①FN＝F2＝Gcosθ＝②x轴y轴受力分析如下图所示，分别列x轴和y轴的平衡状态方程。ABCθxy)θGFfFNF1F2θ“三力平衡转化为四力平衡”

解题步骤(1)明确研究对象(物体、质点或绳的结点等)。(2)分析研究对象所处的运动状态，判定其是否处于平衡状态。(3)对研究对象进行受力分析，并画出受力示意图。(4)建立合适的坐标系，应用共点力平衡的条件，选择恰当的方法列出平衡方程。(5)求解方程，并讨论结果。方法总结

以滑梯上正匀速下滑的小孩为研究对象，受力分析如图所示，支持力和摩擦力的合力