2023新教材高中物理第三章相互作用__力第5节共点力的平衡课件新人教版必修第一册

一、共点力
1．填一填
(1)定义：如果一个物体受到两个或更多力的作用，这些力共同作用在物体的同__一__点__ 上，或者虽不作用在同一点上，但它们的_作__用__线__交于一点，这几个力叫作共点力。
(2)力的合成的平行四边形定则只适用于__共__点__力__。
2．判一判
(1)共点力一定作用于物体上的同一点。
( ×) ( ×) (×) (√)
3．选一选 (多选)下列实例中的物体处于平衡状态的是 A．“神舟”号飞船匀速落到地面的过程 B．汽车在水平路面上启动或刹车的过程 C．汽车停在斜坡上不动 D．竖直上抛的物体在到达最高点的那一瞬间 答案：AC
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主题探究一 共点力平衡的条件的理解及应用
【重难释解】 1．共点力平衡的条件 合外力等于 0，即 F 合＝0―→正交法表示FFxy合合＝＝00 ，其中 Fx 合和 Fy 合分别 表示物体在 x 轴和 y 轴上所受的合力。 2．平衡条件的推论 (1)二力平衡：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。 (2)三力平衡：若物体在三个共点力作用下处于平衡状态，则任意两个力 的合力必定与第三个力等大、反向。
B．0 D． 3F4
答案：D
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2．(2021 年 1 月新高考 8 省联考·江苏卷)如图所示，对称晾挂在光
滑等腰三角形衣架上的衣服质量为 M，衣架顶角为 120°，重力
加速度为 g，则衣架右侧对衣服的作用力大小为
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A.12Mg
B. 33Mg
C. 23Mg
D．Mg
答案：B
主题探究二 解答共点力平衡问题的三种常用方法
【重难释解】 物体在三个共点力作用下处于平衡时，将其中的任意两个力合成，其 合成法 合力一定与第三个力平衡，从而把三力平衡问题转化为二力平衡问题 物体在三个共点力作用下处于平衡时，将其中任意一个力沿其他两个 分解法 力的反方向分解，则每个方向上的一对力大小相等，方向相反，从而 把三力平衡问题转化为两个方向上的二力平衡问题 物体在三个或三个以上的共点力作用下处于平衡时，将物体所受的各 正交分 个力均向两个互相垂直的方向上分解，然后分别在这两个方向上列平 解法 衡方程，此时平衡条件可表示为：Fx 合＝0，Fy 合＝0
(1)观察四个图中的作用力的作用点的特点，找出哪些图中的力是共点力？哪 些图中的力不是共点力？
提示：①图甲中，三个力虽然不作用在同一点上，但它们的延长线交于一 点，是共点力；图丁中，三个力作用线的延长线交于一点，是共点力。 ②图乙、丙中的力不但没有作用在同一点上，它们的延长线也不能交于一 点，所以不是共点力。 (2)哪些图中的力能求合力？哪些图中的力不能求合力？ 提示：图甲、丁中的力是共点力，可以应用平行四边形定则求合力，图 乙、丙中的力不是共点力，不能求合力。
二、共点力平衡的条件 1．填一填 (1)平衡状态：物体保持_静__止__或__匀__速__直__线__运__动_状态。 (2)平衡条件：在共点力作用下物体平衡的条件是_合__力__为__0_。 2．判一判 (1)竖直上抛的物体上升至最高点时v＝0，是平衡状态。 (2)物体的加速度a＝0，则物体一定处于静止状态。 (3)物体的速度很大，则F合一定很大。 (4)在高空高速匀速飞行的飞机上，乘客所受合力为零。
A．FA＝FB＝FC＝FD C．FA＝FC＝FD>FB
B．FD>FA＝FB>FC D．FC>FA＝FB>FD
[解题指导] 根据共点力平衡的条件分析可知：①轻绳上的拉力等于重物 所受的重力 mg；②滑轮受到木杆 P 的弹力等于滑轮两侧轻绳拉力的合力。
[解析] 轻绳上的拉力等于重物所受的重力 mg，设滑轮两侧轻绳之间的 夹角为 φ，根据共点力平衡的条件知，滑轮受到木杆 P 的弹力 F 与滑轮两侧 轻绳拉力的合力平衡，即 F＝2mgcos φ2，由夹角关系可得 FD>FA＝FB>FC，选 项 B 正确。
[答案] B
本题的易错点是误认为木杆 P 的弹力一定沿着木杆，从而导致错1、F2、F3 和 F4 四个共点力作用下处于 静止状态，若 F4 的方向沿逆时针转过 120°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
A．F24 C．F4
(3)多力平衡：若物体在 n 个共点力作用下处于平衡状态，则其中任意一 个力必定与另外(n－1)个力的合力等大、反向。
[特别提醒] 在分析问题时，注意“静止”和“v＝0”不是一回事，v＝
0aa＝≠00时时，，是不静是止平，衡是状平态衡状态
典例1 在如图所示的甲、乙、丙、丁四幅图中，滑轮光滑且所受的重力忽略 不计，滑轮的轴O安装在一根轻木杆P上，一根轻绳ab绕过滑轮，a端固定在墙上， b端下面挂一质量为m的重物。当滑轮和重物都静止不动时，甲、丙、丁图中木杆P 与竖直方向的夹角均为θ，乙图中木杆P竖直。假设甲、乙、丙、丁四幅图中滑轮 受到木杆P的弹力的大小依次为FA、FB、FC、FD，则以下判断正确的是 ( )
(× )
(2)共点力一定作用于同一物体上。
(√ )
(3)作用于同一物体上的所有力都是共点力。
(× )
(4)作用于不同物体上的两个力，只要作用线交于一点，就可以进行力的合成。(× )
3．想一想 图甲、乙、丙、丁分别画出了重力为G的木棒在力F1和F2的共同作用下处于 静止状态。试结合图中情景讨论下列问题：
典例 2 [选自鲁科版新教材例题]用绳子将鸟笼挂在一根横梁上，如图所 示。若鸟笼重 19.6 N，求绳子 OA 和 OB 对结点 O 的拉力。
[解题指导] 该题可利用合成法求解，以结点 O 为研究对象，它受到鸟笼 上端绳子的拉力 T，以及两段绳子 OA 和 OB 的拉力 F1、F2。结点 O 在这三个 共点力作用下处于平衡状态，其中，F1 和 F2 的合力 F 与 T 大小相等、方向相 反，T 的大小与鸟笼所受重力大小相等。由此可通过平行四边形定则作图求解。
第5节 共点力的平衡
(1)知道什么是共点力 物理观念
(2)知道共点力平衡的条件：物体所受合力为零
(1)在二力平衡的基础上，经过科学推理，得出共点力平衡
核 科学思维 的条件 心
素
(2)会用共点力的平衡条件，分析生活和生产中的实际问题
养 科学态度 通过应用共点力的平衡条件解决有关问题，体会物理学知
点 击 与责任 识的实际应用价值