4.1 共点力作用下物体的平衡课件 教科版必修1
_新教材高中物理第三章相互作用共点力作用下物体的平衡学案教科版必修第一册
6.共点力作用下物体的平衡必备知识·自主学习——突出基础性素养夯基一、共点力作用下物体的平衡状态与平衡条件1．如果物体保持静止或________运动状态，我们就说，这个物体处于平衡状态．2．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，这个条件叫作平衡条件．3．在共点力作用下物体的平衡条件是：物体受到的合力为________．如果用F合表示合力，那么这个平衡条件可以写成F合＝0.二、平衡条件的应用当物体受到多个共点力(在同一平面内)的作用时，也可用________的方法，将各个力沿选定的直角坐标分解，如果沿x轴方向的合力为零，沿着y轴方向的合力也为零，则物体处于平衡状态．平衡条件可写成{Fx合=0Fy合=0这种分解方法，在解决多个共点力问题时经常会用到．[举例] 共点力的平衡书、小球均处于平衡状态[导学] 静止状态与速度为0不是一回事．物体保持静止状态，说明v＝0、a＝0两者同时成立．若仅是v＝0，而a≠0，物体处于非平衡状态．如上抛到最高点的物体，此时v ＝0，但由于重力的作用，它的加速度a＝g，方向竖直向下，物体不可能停在空中，它会向下运动，所以物体并不能处于平衡状态．关键能力·合作探究——突出综合性素养形成探究点一共点力作用下物体的平衡条件及应用1．平衡状态2.平衡条件(1)F合＝0，物体所受到的合外力为零．(2){Fx合=0Fy合=0，其中F x合和F y合分别是将力进行正交分解后，物体在x轴和y轴上所受的合力．3．由平衡条件得出的三个结论【典例示范】题型1 对共点力平衡条件的理解例1物体在共点力作用下，下列说法中正确的是( )A．物体的速度在某一时刻等于零，物体就一定处于平衡状态B．物体相对另一物体保持静止时，物体一定处于平衡状态C．物体处于平衡状态，所受合力一定为零D．物体处于平衡状态时，物体一定做匀速直线运动题型2 共点力平衡条件的应用例2 (一题多解)如图所示，质量为m的小球置于倾角为30°的光滑斜面上，劲度系数为k的轻质弹簧，一端系在小球上，另一端固定在墙上的P点，小球静止时，弹簧与竖直方向的夹角为30°，则弹簧的伸长量为( )A．mgk B．√3mg2kC．√3mg3kD．√3mgk【思维方法】物体平衡问题的解题“五步骤”素养训练1 下列图中，能表示物体处于平衡状态的是( )素养训练2 江阴长江大桥主跨1385m，桥下通航高度为50m，两岸的桥塔高196m，桥的东西两侧各有一根主缆横跨长江南北两岸，绕过桥塔顶鞍座由南北锚锭固定，简化模型的剖面图如图所示，整个桥面共4.8×104t都悬在这两根主缆上．若地面及桥塔对桥面的支持力不计，g取10m/s2，则每根主缆承受的拉力约为( )A．2.4×108N B．6×108NC．1.2×109N D．2.4×109N探究点二物体的动态平衡问题【导学探究】如图所示，物块A静止在一个倾角θ可变的斜面上，向右拉物块B时，倾角θ就会减小．(1)如图，慢慢地减小斜面的倾角θ，相对斜面静止的物块A能看成处于平衡状态吗？(2)物块A受到哪几个力的作用？方向各指向哪里？(3)物块A受到的重力G不变，受到的其他力用公式如何表示？你能判断出在物块A随斜面缓慢转动过程中，它们的大小如何变化吗？【归纳总结】1.动态平衡是指通过控制某些物理量使物体的状态发生缓慢变化．在这个过程中物体始终处于一系列平衡状态中．2．动态平衡特征一般为三个力作用，其中一个力的大小和方向均不变化(一般是重力)，另两力大小，方向均变化，或一个力的大小变化而方向不变，另一个力的大小和方向均变化．3．解决动态平衡问题的常用方法【典例示范】题型1 运用解析法解决动态平衡问题例3如图所示，物块在水平推力F的作用下沿光滑半圆曲面从B点缓慢移动到C点，曲)面对物块的支持力为N，下列说法正确的是(B．F逐渐增大，N逐渐减小C．F逐渐减小，N大小保持不变D．F逐渐减小，N先增大后减小题型2 运用图解法解决动态平衡问题例4如图所示，在一个半圆环上用两根细绳悬挂一个重为G的物体，绳OA、OB等长，O 为半圆环的圆心，设法使OA绳固定不动，将OB绳从竖直位置沿半圆环缓缓移到水平位置OB′，则OA绳与OB绳上的拉力F A、F B的变化情况是( )A.F A、F B都变大B．F A变大，F B变小C．F A变大，F B先变大后变小D．F A变大，F B先变小后变大素养训练3 自卸式运输车是车厢配有自动倾卸装置的汽车，又称为翻斗车、工程车，由汽车底座、液压举升机构、取力装置和货厢组成．如图所示，在车厢由水平位置缓慢抬起到与水平成53°的过程中，货物和车厢一直保持相对静止，有关货物所受车厢的支持力N 和摩擦力f，下列说法中正确的是( )A．支持力N逐渐增大B．支持力N先减小后不变C．摩擦力f逐渐增大D．摩擦力f先增大后减小素养训练4 如图所示，用竖直挡板将小球夹在挡板和光滑斜面之间，若逆时针缓慢转动挡板，使其由竖直转至水平的过程中，以下说法正确的是( )A．挡板对小球的压力先增大后减小B．挡板对小球的压力先减小后增大C．斜面对小球的支持力先减小后增大D．斜面对小球的支持力先增大后减小随堂演练·自主检测——突出创新性素养达标1.如图所示，木块沿斜面匀速下滑，对木块受力分析，正确的是( )A．木块受重力和斜面对它的支持力B．木块受重力、斜面对它的支持力和摩擦力C．木块受重力、斜面对它的支持力、摩擦力和下滑力D．木块受重力、斜面对它的支持力、摩擦力、下滑力和压力2.屋檐下重为G的风铃被水平风力吹起，在偏离竖直方向θ角的位置保持静止，设风力为F，系风铃的轻绳对风铃的拉力为T，若F恒定，则下列说法正确的是( )A．T和G是一对平衡力B．T一定小于FC．T与F合力方向竖直向下D．轻绳所受拉力的大小为Gcosθ3.质量为m的物体用轻绳AB悬挂于天花板上．用水平向左的力F缓慢拉动绳的中点O，如图所示．用T表示绳OA段拉力的大小，在O点向左移动的过程中( )A．F逐渐变大，T逐渐变大B．F逐渐变大，T逐渐变小C．F逐渐变小，T逐渐变大D．F逐渐变小，T逐渐变小4.如图所示为某城市雕塑的一部分．将光滑的球放置在竖直的高档板AB与竖直的矮挡板CD之间，CD与AB挡板的距离小于球的直径．由于长时间作用，CD挡板的C端略向右偏移了少许．则与C端未偏移时相比，下列说法中正确的是( )A．AB挡板的支持力变小，C端的支持力变小B．AB挡板的支持力变小，C端的支持力变大C．AB挡板的支持力变大，C端的支持力变大D．AB挡板的支持力变大，C端的支持力变小5．在我国东北寒冷的冬季，狗拉雪橇是人们出行的常见交通工具，如图所示，一质量为30kg的小孩坐在10.6kg的钢制滑板的雪橇上，狗用与水平方向成37°角斜向上的拉力拉雪橇，雪橇与冰道间的动摩擦因数为0.02，求狗要用多大的力才能够拉雪橇匀速前进．(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g＝10m/s2)6．在动画片《熊出没》中，熊二用一根轻绳绕过树枝将光头强悬挂起来，如图所示，此时轻绳与水平地面的夹角θ＝37°.已知光头强的质量为m＝60kg，熊二的质量为M＝300kg，不计轻绳与树枝间的摩擦．(已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g＝10m/s2)求：(1)轻绳对熊二的拉力的大小；(2)地面对熊二的支持力的大小；(3)熊二对地面的摩擦力的大小和方向．6．共点力作用下物体的平衡必备知识·自主学习一、 1．匀速直线 2．平衡 3．零 二、 正交分解关键能力·合作探究探究点一 【典例示范】例1 解析：处于平衡状态的物体，从运动形式上来看是处于静止或匀速直线运动状态，从受力上来看，物体所受合力为零．某一时刻速度为零的物体，受力不一定为零，故不一定处于平衡状态，选项A 、D 错误；物体相对于另一物体静止时，该物体不一定静止，如当另一物体做变速运动时，该物体也做变速运动，此物体处于非平衡状态，故选项B 错误；由共点力的平衡条件可知选项C 正确．答案：C例2 解析：解法一： 合成法如图甲所示，将弹力F 和斜面对小球的支持力N 直接合成，图中的F ′即为两力的合力． 由几何关系可知，图中α＝120°，β＝30°，由正弦定理可得mg sin 120°＝F sin 30°，而弹力F ＝kx ，联立解得弹簧的伸长量x ＝√3mg 3k.解法二： 正交分解法如图乙所示为小球的受力情况，其中F 为弹簧的弹力，由几何关系可知，弹力F 与斜面之间的夹角为30°.将小球所受的重力mg 和弹力F 分别沿平行于斜面和垂直于斜面的方向进行正交分解，由共点力的平衡条件知，弹力F 沿斜面向上的分力与重力mg 沿斜面向下的分力大小相等，即F cos30°＝mg sin30°，由胡克定律得F ＝kx ，联立解得弹簧的伸长量x ＝√3mg 3k，选项C 正确．答案：C素养训练1 解析：A 图中物体做加速度逐渐减小的变加速运动，所受合力不为零，故不处于平衡状态；B 图中物体做匀减速直线运动，合力不为零，故不处于平衡状态；C 图中物体做匀速直线运动，所受的合力为零，故物体处于平衡状态；D 图中物体受到逐渐减小的合力，故物体不处于平衡状态．答案：C素养训练2 解析：桥的东西两侧各有一根主缆，共有两根主缆．画出桥面的受力图如图所示，根据共点力的平衡条件，两根主缆对桥面的拉力的合力必与重力大小相等，方向相反，即2×2T cos θ＝G由图中几何关系可得 cot θ＝196−501 385/2＝15，cos θ＝15 解得T ＝6×108N ．故选项B 正确．答案：B 探究点二 【导学探究】提示：(1)物块A 随着斜面慢慢转动，转动过程中的每一个状态都可以近似看成是平衡状态．(2)物块A受到竖直向下的重力、垂直斜面向上的支持力和沿斜面向上的静摩擦力作用．(3)物块A近似处于平衡状态，所以重力G和支持力N、静摩擦力f时刻平衡．将重力分解为垂直于斜面和沿斜面的分力，根据平衡条件，N＝G cosθ，f＝G sinθ，因为在这一过程中θ减小，所以支持力变大，静摩擦力变小．【典例示范】例3 解析：画出物块的受力分析图，设物块所在位置与圆心O的连线与竖直方向的夹角为θ，则F ，物块从B点缓慢移动到C点的过程中，随θ角的增大，F增大，N增大，＝G tanθ，N＝Gcosθ故选A.答案：A例4 解析：对结点O受力分析如图所示．结点O始终处于平衡状态，所以OB绳和OA绳上的拉力的合力大小保持不变，方向始终是竖直向上的．由图可得，在OB绳沿半圆环缓缓移动的过程中，OA绳与OB绳之间的夹角逐渐变大，OA绳受到的拉力逐渐变大，OB绳受到的拉力先变小后变大．答案：D素养训练3 解析：对车厢上的货物进行受力分析，如图所示，根据平衡条件，N＝mg cos θ，f＝mg sinθ，当θ增大时，cosθ减小，N减小，sinθ增大，f增大，选项C正确．答案：C素养训练4 解析：小球受力如图所示．挡板对小球的压力N1和斜面对小球的支持力N2的合力与重力G大小相等，方向相反，N2总是垂直斜面，方向不变，由图可知N1方向改变时，其大小只能沿PQ线变动，显然在挡板移动过程中，N1先减小后增大，N2一直减小．答案：B随堂演练·自主检测1．解析：木块沿斜面匀速下滑，受力平衡，受到竖直向下的重力、斜面对它的垂直于斜面向上的支持力和沿斜面向上的摩擦力．答案：B2.解析：以风铃为研究对象受力分析如图所示，根据受力图可知，T与F的合力与重力是一对平衡力，A错误；由图可知，T一定大于F，B错误；T与F的合力与重力是一对平衡力，，D正方向竖直向上，C错误；根据图中几何关系可得轻绳所受拉力的大小为T′＝T＝Gcosθ确．答案：D3.解析：以O点为研究对象，受力如图所示，当用水平向左的力缓慢拉动O点时，则绳OA与竖直方向的夹角变大，由共点力的平衡条件知F逐渐变大，T逐渐变大，选项A正确．答案：A4.解析：对球受力分析，由图可知，F1＝G tanθ，F2＝G，当CD挡板的C端略向右偏移cosθ少许时，θ变大，则F1和F2均变大，故选C.答案：C5．解析：对小孩和雪橇整体受力分析，如图所示，雪橇匀速运动时有竖直方向：(M＋m)g＝N＋F sin37°①水平方向：F cos37°＝f②又f＝μN③由①②③得：狗拉雪橇匀速前进要用力为F＝μ(M+m)g＝10Ncos37°+μsin37°答案：10N6．解析：(1)以光头强为研究对象进行受力分析，得拉力T＝mg＝600N.(2)以熊二为研究对象受力分析，根据竖直方向受力平衡可知N＋T sinθ＝Mg，代入数据得支持力N＝2640N.(3)对熊二，根据水平方向受力平衡可知f＝T cosθ，代入数据得f＝480N.由牛顿第三定律可知，熊二对地面的摩擦力的大小f′＝f＝480N，方向水平向左．答案：(1)600N (2)2640N (3)480N 方向水平向左。
4.1共点力作用下物体的平衡课件(教科版必修1)
栏目 导引
第四章
物体的平衡
【答案】
C (1)在共点力作用下，物体处
【方法总结】
于平衡状态的运动学特征是a＝0.动力学特征
是：合外力为零． (2)静止和速度为零不是一回事，物体保持静 止状态说明v＝0、a＝0同时成立，若有v＝0， a≠0，如自由下落开始时刻的物体，它此时的
速度v＝0，但不能保持静止状态．
栏目 导引
第四章
物体的平衡
特别提醒： (1) 物体受三个力作用而平衡时， 以上方法都可应用，具体方法应视解决问题
方便而定．
(2) 利用正交分解法时，坐标轴的选择原则是 尽量使落在x、y轴上的力最多，被分解的力尽 可能是已知力．
栏目 导引
第四章
物体的平衡
例2
如图 4 － 1 － 1应用 正交分解法？
栏目 导引
第四章
物体的平衡
1．力的合成法 物体受三个力作用而平衡时，其中任意两个
力的合力必跟第三个力等大反向，可利用力
的平行四边形定则，将三个力放到一个三角 形中，然后根据有关几何知识求解．
栏目 导引
第四章
物体的平衡
2．力的分解法 物体受三个力作用而平衡时，可将任意一个力
沿着其他两个力的反方向分解，则物体相当于
受到两对平衡力的作用，同样可将三个力放到 一个三角形中求解．合成法或分解法的实质都 是等效替代，即通过两个力的等效合成或某个 力的两个等效分力建立已知力与被求力之间的
联系，为利用平衡条件解问题做好铺垫．
栏目 导引
第四章
物体的平衡
3．正交分解法 将不在坐标轴上的各力分别分解到 x 轴上和 y 轴 上，运用两坐标轴上的合力等于零的条件 Fx合 ＝0 解题， 多用于三个以上共点力作用下的 Fy合 ＝ 0 物体的平衡．
教科版高一物理必修一教案：4.1共点力作用下物体的平衡
①共线说
②共面说
③共点说
④合成说
⑤三角形说
⑥象限说
学生在课前通过任务书的引领，对即将要研究的问题进行了初步的探索，为其思维的发散提供了较大的空间。
比如有部分学生提出了比较有深度的猜想，比如“象限说”。
课堂上学生通过具体的实验设计方案交流和实验操作，获取客观、真实的数据，通过对数据的分析形成关于规律的结论。
在总结规律的过程中，通过对所探究问题的科学思路和基本方法的渗透，提高了学生解决实际问题的能力，对学生的终身发展是有益的。
高中物理§4.1 共点力作用下物体的平衡优秀课件
和路面的夹角为37°，如图，当绳子的拉力为50N，恰
好使箱子匀速移动，求箱子和地面间的动摩擦因数.
解：对物块受力分析如图
x轴：Fcos37of0 y轴：F sin37oN G
y N FF
f
37o
x
又： f N
G
得：
Fcos37o GFsin37o
4 7
例题 如图示，质量为1kg的物体静止在倾角为30o的固定斜面上， 那么该物体受到的斜面的支持力和摩擦力分别为多大？
a=0 〔2〕物体做匀速直线运动〔V恒定，a=0〕
要使物体保持平衡状态，作用在物体上的力必须 满足一定的条件，这个条件叫做力的“平衡条件〞, 下面就来探究一下共点力作用下物体的平衡条件！
知识回顾：
二力平衡的条件是什么？
N
两力大小相__等____；方向_相__反___；
作用在_同__一__直__线__上__；即_F_合_=__0_
第四章 物体的平衡
§4.1 共点力作用下物体的平衡
知识回忆：
几个力都作用于物体上的同一点，或者是力的作 用线相交于同一点，这几个力叫做共点力。
F1
O
F3
F2
F1
G
物体静止
平衡状态
思考：
？ 物体一定静止
平衡状态
匀速直线运动
平衡状态
一、共点力作用下物体的平衡状态 1、定义：
物体在共点力的作用下，保持静止或者做匀 速直线运动，我们就说这个物体处于平衡状态。 2、说明： 〔1〕物体保持静止〔V=0且a=0〕
2、如下图，一木块放在水平桌面上，在水平方向受
到两个力 F1、F2 的作用而处于静止状态，其中F1
＝10 N，F2＝2 N．假设撤去力F1，那么木块在水平
4.1《共点力作用下物体的平衡》ppt课件
断裂，求注入沙袋中沙子质
来讲T三BC力平衡的问题 AC用更合容成易法被3 或拉分断解法， TA三用Cm力正ax =以交上2分平解M衡法g=问．15题0采N
量的最大值M.
M =10 3kg=17.3kg
目标定位
预习导学
课堂讲义
对点练习
课堂讲义
共点力作用下物体的平衡
三、正交分解法在共点力平衡问题中的应用 1．当物体受到多个共点力(在同一平面内)的作用时
阳光满天时，母亲喜欢看云，喜欢看落在阳台上的麻雀，喜欢看楼下忙碌的人影；下雨天，阳台上的母亲叨唠更多了，我想母亲此时更落寞，一定在回想着她青春的往事。 每次上班，当我落锁的那一刻，母亲便走向了阳台，她会准时地守候在阳台边。她目送着我的离去，搜寻着我渐行渐远的轨迹。 我狠心地，有时是快速地逃离楼外那块平地。当我走入石楠树下时，我闭着眼，静静地站一会，我轻轻地说： “母亲，我会很快回来的” 有一种记忆可以很久，有一种思念可以很长，有一双手那手心的舒适和温暖，让我一生无法忘怀。 --题记
有些时间，总让你阵痛一生；有些画面，总让你影像一生；有些记忆，总让你温暖一生；有些离别，总让你寂静一生。其实，我们都不能要求明天怎么样，但明天一定会来，这或许就是人生。 时间，带来了一切，又悄然地带走了一切，有如那一片云，轻轻地飘过你的头顶，有不留痕迹的去向远方。云，只是自然的一分子，而人却是红尘的精灵，有血有肉，有魂有灵，会高于自然界的任何物种。花开有悦，花落低迷，我们人为地给花儿的一生粘贴了悲喜的标签。岂不知，即便是洒向大地的天使—雪花，可以清晰地感知，扑向大地的一瞬间，就注定了它的死亡，不管它是圣洁的，还是唯美的。
教科版高中物理必修1-PPT课件
例：速度的引入
重力影响着我们的世界
• 图2-2-6 黑犀牛之 所以不被自身的重 力压垮，并能正常 行动，是因为它的 骨骼特别粗大。
重力影响着我们的世界
• 英国作家斯威夫特创作的 《格列佛游记》一书中， 有这样一幅漂亮的插图 （图2-2-7）． • 我们假定把这儿的故事改 一下：图中的巨人生活在 我们地球上，周围的“小 人”就是我们人类，在重 力的作用下，巨人能有与 周围的“小人”相似的身 材吗？
向一定特长的学生推荐适合的课题
• 例如：对于理论思维较强的学生，可以推荐他 们做发展空间中的“交通事故的分析”课题。 • 对喜欢实验的学生可以推荐他们做估测楼房高 度的实验，或用斜面法做牛顿第二定律的实验。 • 网上查阅，军事题材、航天题材、重力影响社 会、超重、失重等，鼓励学生以小论文的形式 交流。
•“活动”栏目与“实验探究”栏目的区别
动手实验 问题较单一 过程较简单
动手作 图为合 力的变化 作铺垫
解题 但有 探究 味道
•“小资料”栏目的重要作用
三、教学建议
（一）面向全体学生，关注入门台阶
• 过高的台阶会挫伤学生学习的积极性， • 将台阶适度降低，把握学生对概念的学习 进程，扎实一点，让学生逐步适应高中的 学习方法。 • 关注联系生活、对现象的观察和思考，关 注充分地交流和讨论，关注动手实验与理 论思考的结合。 • 对抽象程度较高的问题，注意变抽象为具 体，化解思维的难度。
通过生活 经验体验 a与F、m 的定性关 系，降低 入门难度
（一）关注教材内容的基础性和现代化
• 高中必修的主要内容是经典力学部分，它是古老 的，但不是陈旧的，编者力图在教材中反映时代 的气习。 • 大到结构上的考虑，小到一个情景的设置、一个 习题的选择、一张图片的选用等，都努力与现代 生活、科学技术、社会文化联系起来。 • 例如，在匀变速直线运动规律的应用中，让学生 参与飞机跑道和飞机制动系统的设计，参与对交 通事故分析的讨论。
高中物理必修一课件-4.1 共点力作用下物体的平衡1-教科版
物体在共点力的作用下，保持静止或做匀速直线运动
。我们就说物体处于平衡状态
N
G 静止在桌面上的木块
N f
G 静止在斜面上的木块
N
f
F
G
匀速行驶的汽车
共点平力衡的平的衡种状类态 A.静平衡：物体保持静止状态 B.动平衡：物体保态的运动学特征： V=0 或V不变，即：a=0
• 实的验平步行四骤边：形，量出对应对角线的长度，并用刚给的标度，做出 • 实该验力结的图论示：。比较这个力的与剩下那个力的大小关系。
• 注意事项：1、将白纸固定，不能随意移动。
2、交点尽可能在白纸的中央，以便于作图。
3、由三个细绳确定三个力的方向时，视线要与白纸垂直，适当距离描点。
4、作图时要用同一标度，标度大小要合适。
F１ F５ F４
F2
与F４等大反向 F３
例题：如图所示，一物体在四个力F１、F2、F３、F４作用下处于静止状态， 若F４的方向沿顺时针转过60°而保持其大小不变，其余三个力的大小和方 向均保持不变，则此时物体所受到的合力大小为（ ）
C
Ａ． F4 2
Ｃ．F 4
Ｂ． 3F4 2
Ｄ． 3F4
小结：
• 共点力作用下物体平衡的运动学特征是保持静止或匀速直线运动状态。
动 在
三 每
只 根
弹 绳
簧 子
于 的
白 正
纸 下
上 方
， 适
并 当
保 位
持 置
• 实确验定原两个理点：，平并行读四出边三个形弹法簧则测力计的读数。
• 实用验直器尺连材接：所弹描簧点秤，三它们只必，然细交线于三同根一，点，木画板出、任白意纸两、个方图向钉的等
力的图示，注意要统一标度，利用直尺或者三角板做出这两个力
2020-2021高中物理教科版必修1教学案：第四章 第1节 共点力作用下物体的平衡 - 课后练习
1．(多选)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．在平直路面上匀速行驶的汽车D．做自由落体运动的物体在刚开始下落的瞬间解析：选AC在共点力的作用下，物体如果处于平衡状态，则该物体必同时具有以下两个特点：从运动状态来说，物体保持静止或者匀速直线运动状态，加速度为零；从受力情况来说，合外力为零。
物体在某一时刻的速度为零，并不等同于这个物体保持静止，如果物体所受的合外力不为零，它的运动状态就要发生变化，在下一个瞬间就不是静止的了，所以物体是否处于平衡状态要由物体所受的合外力和加速度判断，而不能认为物体某一时刻速度为零，就是处于平衡状态，本题的正确选项应为A、C。
2．质量为m的长方形木块静止在倾角为θ的斜面上，斜面对木块的支持力和摩擦力的合力方向应该是()A．沿斜面向下B．垂直于斜面向上C．沿斜面向上D．竖直向上解析：选D木块受重力、支持力及摩擦力的作用而处于静止状态，故支持力与摩擦力的合力一定与重力大小相等、方向相反，故支持力和摩擦力的合力竖直向上，故选D。
3．物体同时受到同一平面内三个共点力的作用，下列几组力的合力不可能为零的是()A．5 N、7 N、8 N B．5 N、2 N、3 NC．1 N、5 N、10 N D．10 N、10 N、10 N解析：选C三力合成，若前两个力的合力可与第三个力大小相等、方向相反就可以使这三个力合力为零，只要使其第三个力在其他两个力合力范围内，就可能使合力为零，即第三个力F3满足：|F1－F2|≤F3≤F1＋F2。
分析选项A、B、C、D各组力中前两个力合力范围，只有C中的三个力不满足上述关系，即选项C中的三个力的合力不可能为零。
4．“阶下儿童仰面时，清明妆点正堪宜。
游丝一断浑无力，莫向东风怨别离。
”这是《红楼梦》中咏风筝的诗，会放风筝的人，可使风筝静止在空中，以下四幅图中AB代表风筝截面，OL代表风筝线，风向水平，风筝重力不可忽略，风筝可能静止的是()解析：选B风筝受到的风力应是垂直于风筝面向上的。
高中物理必修一课件-4.1 共点力作用下物体的平衡2-教科版
三.解决共点力平衡问题的一般方法
1.正交分解法
适用于：一切平衡
F合=0
X：FX合=0 Y：FY合=0
2.三角形法
适用于：三力平衡，且有两力垂直
书写笔记
例5.如图，AO,BO,和CO三根绳子能承受的最大拉力相等，0为结 点，BO与竖直方向夹角为θ=300 ，悬挂物质量为m.
求：OA,OB两根绳子拉力的大小 B
练习1、如图所示，质量为m的物体在恒力F作用下，沿水平
天花板向右做匀速直线运动.力F与水平方向的夹角为θ，重力 加速度为g.则物体与天花板间的动摩擦因数μ＝________.
练习2.如图所示，一个重为G的圆球，被一段细绳挂在竖直光滑 墙上，绳与竖直墙的夹角为α，则 （ 1 ）绳子的拉力T和墙壁对球的弹力N各是多少？ （ 2 ）若绳子变长，T、N将怎样变化？
不变，其余三个力的大小和方向均不变，则此时物体所受到
A.F2的4 合力大小为B(.C
3F4) 2
C.F4
D. 3F4
简化为二力平衡
F4’
1200
F4
F4
三.解决共点力平衡问题的一般方法
1.正交分解法
F合=0
X：FX合=0 Y：FY合=0
书写笔记
例3.静止在光滑斜面上的小球质量m，求：
y
1.斜面对小球的支持力 2.竖直挡板对小球的支持力
α
练习3.如图所示，细绳CO与竖直方向成30°角，A、B两物体
用跨过滑轮的细绳相连，已知物体B所受到的重力为100N，地 面对物体B的支持力为80N，试求： （1）物体A所受到的重力； （2）物体B与地面间的摩擦力； （3）细绳CO受到的拉力。
谢谢
三.解决共点力平衡问题的一般方法
新教科版高中物理必修一 4.1物体在共点力作用下的平衡 (共19张PPT)
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A．竖直上抛物体达最高点时，物体处于平衡状态 B．电梯匀速上升时，电梯中的人处于平衡状态 C．竖直弹簧上端固定，下端挂一个重物，平衡后用力F 将它再往 下拉一段距离后突然撤去力F，重物仍处于平衡状态 D．只有加速度为零的物体才处于平衡状态
课后练习
2.物体A在水平力F1=400N的作用下，沿倾角θ=60°的斜面匀速下 滑，如图所示。物体A受的重力G=400N，求斜面对物体A的支持力 和A与斜面间的动摩擦因数μ.
f= μ FN
FN y
联立求解得：
FN =146.4N
x
μ=0.268
3
f θ F1
G
一、平衡状态： 物体在共点力的作用下，保持静止或者做匀速直线运
动，我们就说这个物体处于平衡状态。 二、物体的平衡条件
F合=0
❖ 9、春去春又回，新桃换旧符。在那桃花盛开的地方，在这醉人芬芳的季节，愿你生活像春天一样阳光，心情像桃花一样美丽，日子像桃子一样甜蜜。 2021/3/72021/3/7Sunday, March 07, 2021
直墙的夹角为α，则绳子的拉力和墙壁对球的弹力各是多少？
F
α
FN
G
例1：如图所示，一个重为G的圆球，被一段细绳挂在竖直光滑墙上，绳与 竖直墙的夹角为α，则绳子的拉力和墙壁对球的弹力各是多少？
解法一：合成法
解：对物体受力分析如图得：
G =F合
F N = G tanα F= G
cos
F F合
α
α FN
G
教科必修1《第四章物体的平衡1.共点力作用下物体的平衡》64PPT课件一等奖
反馈练习 细绳拉着质量为1Kg物体在倾角为300的固定斜面上匀速下滑，动
摩擦因数为0.3，则： （1）该物体受到的斜面的支持力多大？（5 3N） （2）该物体受到的滑动摩擦力多大？ (2.6N ） （3）细绳的拉力多大? (2.4N）
ห้องสมุดไป่ตู้谢！
持 静止或匀速直线。运动
2.下列物体中处于平衡状态的是（ A．静止在粗糙面上的物体
A、B）
B．匀速降落的跳伞运动员
C．做自由落体运动的物体在刚开始下落的瞬间
D．水平抛出去的小石块
如何去判断物体是否在共点力作用下处于平衡状态 即共点力作用下力的平衡条件是什么？
回顾二力平衡：二力平衡的两个力，大小相等，方向相 反，作用在同一条直线上。
b.用正交分解的方法
若沿X轴方向合力为零，沿Y轴方向合力为零，则它的合力为零，物体处 于平衡状态，平衡的条件也可写成
FX合=0 FY合=0
质量为1Kg物体静止在倾角为300的固定斜面上，则 该物体受到的斜面的支持力和摩檫力分别为多大？
解:作出物体受力分析，建立直角坐标系，将重力分解到X轴和Y轴上，物体处 于平衡状态，由共点力作用下物体的平衡条件得：
F=-F‘即F合=0
物体受到三个共点力的而处于平衡应满
足什么条件呢物？体物体物体
探究共点力作用下物体的平衡条件
（1）猜想：三个力作用下的共点力平衡平衡条件：F合=0
（2）实验探究
小组同学完成实验： a.请三位同学把三个弹簧秤的挂钩挂到同一个物体上，分别向三个方向拉弹簧秤，并 记录下示数和方向 b.请同学们按各力的大小和方向根据力的平行四边形法则作出力的图示
展示实验结果并引导学生得出：
2018学年高中物理第四章物体的平衡第1节共点力作用下物体的平衡课件教科版必修30
二、共点力作用下物体的平衡条件 1．平衡条件 要使物体保持平衡状态，作用在物体上的力必须满足的条件。
2．共点力平衡条件的实验探究 (1)实验探究 如图 411 甲所示，将三个弹簧测力计放在一个平面内，并 将三个弹簧测力计的挂钩挂在同一物体上。 先将其中的两个成某 一角度 θ 固定起来，然后用手拉第三个弹簧测力计。平衡时分别 记下三个弹簧测力计的示数及作用力的方向，并按各力的大小、 方向作出力的图示，根据力的平行四边形定则，看看这三个力有 什么关系。(注意 θ 不宜过大或过小)
图 413
A．2f C．f
3 B. f 3 D. 3f
解析：由题图知，四个弹簧弹力大小相等，以 A 为研究对象， A 受两弹簧弹力和摩擦力的作用， 根据平衡条件知， 两弹簧弹 力的合力与摩擦力等大反向为 f，由几何关系可求弹簧弹力 F 3 ＝ f，以 D 为研究对象，受摩擦力与弹簧弹力的合力等大反 3 3 向，根据几何关系可求 D 受摩擦力 f′＝ f，所以 B 正确。 3 答案：B
1．在下图中，能表示物体处于平衡状态的是
(
)
解析：物体处于平衡状态是指物体保持静止(F 正确。
合
＝0，v＝0)
或匀速直线运动状态(F 合＝0，a＝0，v 不变)，可判断只有 C
答案：C
2．已知一个物体受到 100 个力的作用处于静止状态，现把其 中一个大小为 8 N 的力转过 90 度，其余的力不变，求此时 物体所受合力的大小。
教科版高中物理必修1课件：4.2共点力的平衡 (共19张PPT)
上列力的平衡方程
F = G1+ f = G sin300 + μN N = G cos300 解上面的方程组，可得
F = mg sin300 +μ mgcos300 = 50×9.8×（0. 5 +0. 3×0. 87）N
= 37 2. 9 N
θ a
b F1
F2 θ G
课后作业：
1、从网络搜索有关悬索桥的图片，大桥的建设提 出自己的意见。
2、完成课本 P73（1）、（2）、（3）
第四章 物 体 的 平 衡
2.共点力平衡条件的运用
共点力作用下物体的平衡 条件及其应用
一 平衡：
如果物体保持静止或者做匀 速直线运动，我们就说这个 物体处于平衡状态
二、 平衡条件：
物体处于
物体的运动
1
平衡状态
状态不变
加速度 根据牛顿第二定律
为零
F合=ma有 F合=0
2 共点力作用下物体的平衡条 件是合力为零
根主缆上，则每根主缆的张力约为（ B ）
A、2.4×108 N B、6× 108 N
C、12×108 N D、24×108 N
解：取桥面和主缆作为研究对象， 其受力如图，设每根主缆的张 力为F，由正交分解法有：
2×2Fsinα= G ---① Sinα=146/707.7 -- ②
联立① ②可得：F≈ 6×10 8 N
F2 = G tan300 = 40×√3/3N=23.1N F1=COGS300 =40÷√3/2N=46.2N
例题2 物体A在水平力F1= 400 N 的作用下，沿倾角θ=600 的斜面 匀速下滑。 物体A受的重力G = 400N，求斜面对物体A的支持力 和A与斜面间的动摩擦因数μ。
教科版物理必修一课件共点力作用下物体的平衡1
υ恒定
条件
F合=0
正交 分解
Fx=0 Fy=0
2.掌握共点力的平衡条件。
阅读思考题：
1.什么是平衡状态？
2.在共点力作用下，物体的平衡状态有 那几种？
3.在共点力作用下，物体的平衡条件是 什么？
一、共点力的静作平用衡下状的态平的衡状特态征探究：
问一题个：物静体止在状共态点与力物的体作的用速下度，为如零果是保一持回静事止吗或？者？做匀 速直线运动，我们就说这个物体处于平衡状态。
1. 物1、体共处点于力静平衡状态时，速度一定为零；
2.
但•几速个力度都为作零用在时物，体物的同体一不点一，这定几处个于力叫静共止点状力。态。
••静几实个际平力问衡的题状作F中用态2，线必相把备交物于两体同看个一作特点质，征这点：几时个，力作也用叫F在共1 点物力体。上的
1. 速力都度可一以定看为作零共点力。
2. 加2、速平度衡一状定态的源自种零类•静平衡：物体保持静止状态。
•动平衡：物体保持匀速m直g 线运动状态。 3、平衡状态的特征——运动学角度研究
•加速度恒为动零平，衡速状度恒态定的才特是征平探衡究状：态的特征。
问题：做匀速圆周运动的物体处于动平衡状态吗？
二、共点力作用下物体的平衡条件
——动力学角度探究（为什么处于平衡状态？）
高中物理课件
（金戈铁骑 整理制作）
一切物体都处于不同的状态，其中力
学的平衡状态比较常见，而且很有
观察 实际第意义四，章如物：桥体梁的、平起重衡机、建
筑都需要保持平衡。
问—题—： 下列物体所处的状态
1.一什、么是共物点体力的作平用衡？下物体的平衡
2.物体在什么条件下才能处于平衡？
学习目标
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第四章
物体的平衡
4.1 共点力作用下物体的平衡
目标定位
1 知道物体的平衡状态.
共点力作用下物体的平衡
2 掌握共点力作用下的物体的平衡条件.
3 会用共点力的平衡条件解决有关平衡问题．
目标定位
预习导学
课堂讲义
对点练习
预习导学
共点力作用下物体的平衡
一、共点力作用下物体的平衡状态 静止 匀速直线运动 二、共点力作用下物体的平衡条件
目标定位
预习导学
课堂讲义
对点练习
课堂讲义
共点力作用下物体的平衡
例4 如图所示，用不可伸 长的轻绳AC和BC吊起一质 TAC TBC 量不计的沙袋，绳AC和BC 与天花板的夹角分别为60° 和30°.现缓慢往沙袋中注 入沙子．重力加速度g取10 m/s2. G (1)当注入沙袋中沙子的质 量m＝10 kg时，求绳AC和 解析 取沙袋受力分析 BC上的拉力大小TAC和TBC； 3 (2)若AC能承受的最大拉力 TAC = G 86.5 N 2 为150 N，BC能承受的最大 拉力为100 N，为使绳子不 G TBC 250 N 断裂，求注入沙袋中沙子质 2 量的最大值M.
对物体受力分析
FN
G
FN －Fsin30°＝0 Fcos30°－G＝0 联立得F＝115.5 N，FN＝57.7 N 由牛顿第三定律知墙受到的压力大小是 N′＝FN＝57.7 N
目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习
对点练习
共点力作用下物体的平衡
利用正交分解法求解平衡问题 解析 对物体受力分析 4．如图所示，质量为m的 F 物体在恒力F作用下，沿 水平天花板向右做匀速直 f 线运动．力F与水平方向 FN 夹角为θ，重力加速度为g. 则物体与天花板间的动摩 G 擦因数μ＝________. 水平方向： Fcos θ －f＝0 竖直方向： Fsinθ －FN－mg＝0 又f＝μFN Fcos = Fsin－mg
目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习
课堂讲义
共点力作用下物体的平衡
一、共点力及其平衡 (3)若物体在n个共点力作用下处于平衡状态，则其中 任意(n－1)个力的合力必定与第n个力等大、反向． (4) 三个分力的合力大小范围的确定 ①最大值：当三个力同向时，合力F最大， Fmax＝F1＋F2＋F3. ②最小值：a.若其中两个较小分力之和(F1＋F2)大于等 于第三个分力F3时，合力的最小值为零,即Fmin＝0； b.若其中两个较小分力之和(F1＋F2)＜F3时， 合力的最小值Fmin＝F3－(F1＋F2)
1.作用在物体上的力
2. 0 零 3.正交分解 Fx合＝0，Fy合＝0 想一想：处于平衡状态的物体的加速度和所受合外
力具有什么特点？ 答案：处于平衡状态的物体速度不发生变化(v＝0 或v＝常数)，加速度为0；因为a＝0，根据牛顿第 二定律知，F合＝0
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课堂讲义
共点力作用下物体的平衡
小为8 N的力转过90°， 其余的力不变，求此时 物体的合力。
F合
8N
F99＝8 N
8N
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课堂讲义 例3 物体在下列几组
共点力作用下物体的平衡
共点力作用下可能处于平 衡状态的一组是（ A ） A．3 N、4 N、5 N
合力为零 0N≤F合≤12N 2N≤F合≤17N
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共点力作用下物体的平衡
三、正交分解法在共点力平衡问题中的应用 1．当物体受到多个共点力(在同一平面内)的作用时 ，也可用正交分解的方法，将各个力沿选定的直 角坐标轴分解(建立直角坐标系时，一般尽量使更 多的力落在坐标轴上，以减少分解力的个数)，然 后根据Fx合＝0，Fy合＝0列式求解． 2．运用共点力平衡条件解题的步骤 (1)选取研究对象． (2)对所选取的研究对象进行受力分析并画出 受力分析图． (3)对研究对象所受的力进行处理，或合成或 分解或正交分解．
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③合力的取值范围Fmin≤F≤Fmax.
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课堂讲义 例1 下列物体中处于 平衡状态的是(AC ) A．静止在粗糙斜面上的 物体 B．沿光滑斜面下滑的物 体 C．在平直路面上匀速行 驶的汽车 D．做自由落体运动的物 体在刚开始下落的一 瞬间
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B．3 N、5 N、9 N
C．4 N、6 N、11 N
1N≤F合≤21N
1N≤F合≤23N
D．5 N、6 N、12 N
目标定位
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课堂讲义
共点力作用下物体的平衡
二、利用直角三角形法解平衡问题 1．如果三个共点力作用下物体处于平衡状态，则这 三个力的任意两个力的合力一定与第三个力大小 相等，方向相反，且作用在一条直线上．这样三 个力的大小可构成三角形三边的关系． 2．如果作出的是直角三角形，可用解直角三解形 的知识求解，如三角函数、勾股定理等．
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对点练习
共点力作用下物体的平衡
利用直角三角形法解平衡问题 2．某同学为体验所学知识，做了如图所示的实验.他让铅 笔保持水平，铅笔尖B顶在手心，手掌保持竖直，用细线 OA的A端系在手指头上，另一端O与铅笔头相连并打结， 用细线OC的O端与铅笔头相连并打结，C端连接一钩码.两 细线与铅笔都处于同一竖直平面上，A、B在同一竖直线上， 整个装置都处于静止状态．已知AO＝20 cm，BO＝16 cm， 忽略细线和铅笔的质量，钩码质量m＝90 g，g＝10 m/s2.则 铅笔尖对手心的压力大小是( )
共点力作用下物体的平衡
合力为零，处于匀速直线 或静止状态 F合＝mgsinα
只受重力作用 的平衡
例2 已知一个物体受到
100个力的作用处于静止
解析 合力为零
与其余99个力的合力 大小相等，方向相反
F合 82 82 N 8 2 N
状态，现把其中一个大
A．0.9 N B．1.2 N C．1.6 N D．2.0 N
B
T
解析 对结点受力分析 结合几何知识
mg 16 4 mg F ,cos F 1.2N tan 20 5 tan 37
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F
G
对点练习
共点力作用下物体的平衡
利用正交分解法求解平衡问题 解析 3．一个与竖直方向间夹 F 角α＝30°的斜向推力F能 使一块重G＝100 N的物体 贴着光滑的竖直墙面匀速 上行，则推力F大小为多 大？此时墙受到的压力N 大小为多大？ 水平方向： 竖直方向：
解析 FN
f
对物体： T
mg 沿斜面向下方向：
mgsin30＋Ff ＝T
在垂直斜面方向：
FN =5 3N垂直于斜面向上， F f =1N沿斜面向下
目标定位 预习导学 课堂讲义
FN＝mgcos30
对点练习
对点练习
共点力作用下物体的平衡
共点力作用下物体的平衡 1．关于物体的平衡，下 列说法正确的是( D ) 可能处于匀速直 A．如果物体所受合力等 于零，则一定处于静止状 线运动状态 态 B．如果物体所受合力等 于零，则一定处于匀速直 可能处于静止状态 线运动状态 C．只要物体速度等于零， 要速度保持为零，才 物体就处于平衡状态 为平衡状态 D．如果物体受到共点力 作用而处于平衡状态，则 合力一定为零 合外力一定为零
一、共点力及其平衡 1．平衡状态：物体在力的作用下保持静止或匀速直 线运动的状态，我们说这个物体处于“平衡状态 ”. 2．平衡条件：合外力等于0，即F合＝0. 3．推论 (1)若物体在两个力作用下处于平衡状态，则这两个 力一定等大、反向，是一对平衡力． (2)若物体在三个共点力作用下处于平衡状态，则 任意两个力的合力与第三个力等大、反向．
目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习
课堂讲义 例5 如图所示，与水平 面夹角为30°的固定斜 面上有一质量m＝1.0 kg 的物体．细绳的一端通 过摩擦不计的定滑轮与 固定的弹簧秤相连．物 体静止在斜面上，弹簧 秤的示数为6.0 N．求物 体受到的摩擦力和支持 力．(取g＝10 m/s2)
共点力作用下物体的平衡
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课堂讲义
共点力作用下物体的平衡
例4 如图所示，用不可伸 长的轻绳AC和BC吊起一质 TAC TBC 量不计的沙袋，绳AC和BC 与天花板的夹角分别为60° 和30°.现缓慢往沙袋中注 借题发挥 ：“C”点受 入沙子．重力加速度g取10 力平衡也可采用正交 m/s2. G TAC (1)当注入沙袋中沙子的质 （2） = 3 分解的方法，但一般 TBC 量m＝10 kg时，求绳AC和 BC上的拉力大小TAC和TBC； AC来讲三力平衡的问题 更容易被拉断 (2)若AC能承受的最大拉力 用合成法或分解法， 3 为150 N，BC能承受的最大 TACmax = Mg =150 N 三力以上平衡问题采 拉力为100 N，为使绳子不 2 用正交分解法． 断裂，求注入沙袋中沙子质 M =10 3kg=17.3kg 量的最大值M.