高中物理_53_力的平衡3_鲁科版必修1PPT教案

A、B、C一起向右作匀速运动。
B
C
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[例1] 下列属于平衡状态的物体是
()
A．高速公路上匀速直线行驶的汽车
B．百米竞赛中运动员的起跑瞬间
C．陨石进入大气层受到很大阻力划出一条亮线而减速
D．乘客在加速的列车中静止不动
[思路点拨] 根据平衡状态的运动学特征和力学特征分
析判断。
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，这种
(2)二力平衡条件：作用于物体上的两个共点力大小
，方向 ，作用在同一直线上。 相等(3)三力平相衡反条件：三个共点力平衡时，任意两个力的
必定与
大小相等、方向相反，在同一直线上。合力
第三个力
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感悟平衡之美
图1：蘑菇石
图2：商场电梯上的人
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图3：远古巨石
图4：平稳飞行的飞机
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3．应用平衡条件解题的一般步骤 (1)选取研究对象。平衡问题中，研究对象常有三种
情况： ①单个物体。可将其受到的各力的作用点都画到物体
的几何中心上。 ②多个物体(系统)。在分析外力对系统的作用时，用
整体法；在分析系统内各物体间的相互作用时，用隔离法， 其关键是找出各物体之间的联系，相互作用力是它们相互 联系的纽带。
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1．下列选项中物体不是处于平衡状态的是
()
A．沿固定在地面上的斜面匀速下滑的物体
B．竖直向上抛出的物体到达最高点的瞬间
C．飞机在空中水平匀速飞行
D．匀速降落的跳伞运动员
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解析：物体处于平衡状态的两种形式是静止和匀速直 线运动，平衡条件是所受合力为零，故A、C、D正确， 竖直向上抛出的物体在最高点时，速度虽然等于零， 但仍受重力，不处于平衡状态，B错误。 答案：B
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(2)动态平衡的分析方法： ①解析法：对研究对象的任一状态进行受力分析， 建立平衡方程，求出应变参量与自变参量的一般函数式， 然后根据自变参量的变化确定应变参量的变化。 ②图解法：对研究对象进行受力分析，再根据平行 四边形定则或三角形定则画出不同状态下的力的矢量图 (画在同一个图中)，然后根据有向线段(表示力)的长度 变化判断各个力的变化情况。
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[自学教材] 1．平衡的种类 (1)稳定平衡：物体受到外力的微小扰动而偏离平衡 位置时，在重力作用下能自动回到原来的位置，继续保 持平衡状态，这种平衡叫稳定平衡。 (2)不稳定平衡：物体受到外力的微小扰动而偏离平 衡位置时，它的重心降低，由于重力的作用不能自动回 到原平衡位置，这种平衡叫不稳定平衡。
解析：根据动态平衡和静态平衡的概念，(1)和(2)中 的物体A均做匀速直线运动，所以都是动态平衡，(3) 中物体A向上运动时受重力作用，合力不为零，不是 平衡状态，(4)中物体A处于静止状态，是静态平衡。 答案：(4)是静态平衡，(1)、(2)是动态平衡
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三、物体受力分析的方法 隔离法：
1.概念：物体在力的作用下处于静止的平衡状态， 称为静态平衡
2、受力特点：处于静态平衡的物体所受共点力的 合力为零 二、物体的动态平衡 1.概念：物体在力的作用下处于匀速直线运动的平 衡状态，我们称之称为动态平衡
2、受力特点：处于动态平衡的物体所受共点力的 合力为零
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[重点诠释]
1．动态平衡的理解 (1)所谓动态平衡问题，就是通过控制某些物理量， 使物体的状态发生缓慢的变化，而在这个过程中物体又 始终处于一系列的平衡状态。所遇到的题目往往是保持 其中一个力的大小和方向都不变，第二个力的方向保持 不变，来分析第三个力方向变化时，第二个和第三个力 的大小变化情况。
推广：物体在共点力作用下的平衡条件是所受合
力为零。即F合＝0
推论：当物体处于平衡时，它所受的某一个力与其 余的力的合力等值反向。
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一、平衡状态
1、定义：在共点力作用下，物体保持静止或匀速直线 运动，我们就说物体处于平衡状态。
注：1）保持静止的含义 2）状态相对地面而言
思考：竖直上抛到最高点的物体是否处于平衡状态？
高中物理_53_力的平衡3_鲁科版必修1
会计学
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1
[自学教材] 1．平衡状态
如果一个物体保持静止 或做匀速直线运动 这个物体就处于平衡状态。
，则
2．共点力作用下物体的平衡条件
物体所受的合力为 ，即F合＝0。 零
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3．力的平衡
(1)力的平衡：作用在物体上的几个力的合力零为 情况叫做力的平衡。
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2．平衡条件的理解 (1)共点力的平衡条件是F合＝0。 (2)从以下四方面理解共点力作用下物体的平衡条件。 ①若物体在两个力同时作用下处于平衡状态，则这两 个力大小相等、方向相反，且作用在同一直线上，其合力 为零，这就是初中学过的二力平衡。 ②物体在三个共点力作用下处于平衡状态，任意两个 力的合力与第三个力等大、反向。
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(3)随遇平衡：物体受到外力的微小扰动而偏离平衡
位置时，物体的重心既不降低也不升高，始终保持平衡状
态的平衡。
2．稳度指的是物体的稳定程度
物体的稳度大小由重心
支持面 的高低和
的大小两个
大 因素决定，重心越低，支持面越大，稳度就越 。
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2.平衡种类和稳度
（1）平衡种类: 1.稳定平衡 2.不稳定平衡 3.随遇平衡
2、物体的平衡条件：
作用在物体上的所有力的合力为0.
或者
F合 =0 F合=0
即F合=0
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[重点诠释] 1．平衡状态的理解 (1)从动力学的角度理解：处于平衡状态的物体所受 的合外力为零。反过来讲，物体受到的合外力为零，它一 定处于平衡状态。 (2)从运动学的角度理解：平衡状态的物体处于静止 或匀速直线运动状态，此种状态其加速度为零。即处于平 衡状态的物体加速度为零，反过来讲，加速度为零的物体 一定处于平衡状态。
把某物体从众多的物体中隔离出来，作为 研究对象。分析时，只分析周围物体对它的作 用力，而不分析它对周围物体的作用力。
整体法：
把几个运动状态一样的物体看作一个物体 去作研究对象。方法同隔离法一样。
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受力分析的步骤
1、先画已知力； 2、再画重力、电场力、磁场力； 3、找接触面，画接触力（弹力、摩擦力）； 4、若物体运动状态一致，可把物体视为一个 质点，把作用点集中到质点上；
（2） 提高稳度的方法：
降低重心 增大支持面
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2．如图所示，羽毛球A、B、C以不同方式放置在水平桌 面上，则A、B、C分别属于哪类平衡？ ( )
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A．不稳定平衡、随遇平衡、稳定平衡 B．稳定平衡、不稳定平衡、随遇平衡 C．随遇平衡、稳定平衡、不稳定平衡 D．稳定平衡、随遇平衡、不稳定平衡
5、检查有无漏力、错力。
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受力分析的注意事项
1、物体所受的力都有其施力物体，否则该力不 存在； 2、受力分析时，只考虑根据性质命名的力；
3、对于摩擦力应充分考虑物体与接触面是否有 相对运动和相对运动趋势； 4、受力分析时，要抓主要矛盾，忽略次要矛盾；
5、根据物体的运动状态去检查物体的受力情况。
物体处于静止或者做匀速直线运动的状态叫平衡状 态，这里包括速度恒为零的静止状态，是一种静态的平 衡；也包括运动间的平衡，即速度不为零、但大小方向 都不变的匀速直线运动状态。
那么力的平衡要满足什么条件呢？
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寻找共点力的平衡条件 ：
根据力的合成法则，任意两个力的合力与第三个 力大小相等，方向相反，作用在同一直线上。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。
1．物体的静态平衡
物体在力的作用下处于静止状态，称为静态平衡，处
于静态平衡的物体所受的合外力力的
为零。
2．物体在某方向的平衡
运动的物体在某一方向上所受的
该方向处于平衡状态。
合力
为零时，在
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平衡条件的应用:
物体静态平衡
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物体在某方向上的平衡:
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一、物体的静态平衡
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③物体的结点。绳与绳、绳和棒之间的结点常常是 处理平衡问题的关键研究对象。
(2)对研究对象进行受力分析，并作出受力示意图。 (3)依据平衡条件列出力的平衡方程。 (4)求解方程，并对结果做必要的讨论。
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3．如图所示的图示中哪些是静态平衡，哪些是动态平 衡？
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(3)静态平衡与动态平衡：①静态平衡是处于静止状态的 平衡，合力为零。②动态平衡是匀速直线运动状态的平衡， 合力为零。
(4)平衡状态和平衡条件不同：①平衡状态指物体的匀速 直线运动或静止状态，平衡条件是指要使物体保持平衡状态 时，作用在物体上的力要满足的条件。②力的平衡是作用在 同一物体上的几个力所满足的一种关系，物体的平衡是物体 所处的一种状态。力的平衡是物体平衡的条件，物体平衡是 力的平衡的结果。
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提出问题： 在自然界物体存在的形式是多种多样的。矗立的岩
石和各类建筑，马路上逐渐加速的汽车，匀速上升的 电梯上站立的人，绕太阳运转的地球等等。我们描述 某些物体状态时常用“平衡”这个词。大家能否联想 一下自己的日常生活中的例子，哪些物体是平衡的？ 在物理学中“平衡”这个词究竟是什么含义呢？
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1．关于平衡状态，下列说法正确的是 ( ) A．物体的速度在某一时刻等于零时，就一定处于平衡 状态 B．物体相对另一物体保持静止时，一定处于平衡状态 C．物体所受合外力为零时，就一定处于平衡状态 D．物体相对另一物体匀速运动时一定处于平衡状态
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解析：物体在某时刻速度为零，其所受合力不一定为 零，故不一定处于平衡状态，A错；物体相对另一物 体静止，相对地面不一定静止，故不一定处于平衡状 态，B错；合外力为零是平衡条件，C对；物体相对 另一物体匀速运动，但相对地面不一定是匀速，故不 一定处于平衡状态，D错。 答案：C
[解析] 根据平衡状态的特征匀速或静止，或者说加 速度等于零，A选项中的汽车是平衡状态，B、C、D 均不是，故选A。 [答案] A
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(1)判断物体是否处于平衡状态，可依据平衡条件， 也可以利用平衡状态的定义。
(2)物体在某时刻速度虽然为零，但物体不一定处于 平衡状态；若物体相对于另一物体静止，且具有共同的 加速度，则物体也不处于平衡状态。
解析：当羽毛球稍微偏离平衡位置时，A球的重心会升高，能自动回到 原来的平衡位置，继续保持平衡状态，属于稳定平衡；B球的重心会降 低，会失去平衡，不能重新回到原平衡位置，属于不稳定平衡；C球的 重心既不升高也不降低，始终保持平衡状态，属于随遇平衡。所以选项 B正确。 答案：B
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[自学教材]
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练习题
1、如下图所示，A、B两物体保持相对静止，且 一直在水平地面向右作匀速运动，试分析A、B
的受力。
A
F
B
V
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2、画出下列情况，在地面上A、B、C三物体的受
力图。
（1）A、B、C保持相对静止。
（2）在B物上向右加一恒力F，
A、B、C仍保持相对静止。
A
（3）在A物上向右加一恒力F，
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2．求共点力平衡问题的基本方法 (1)合成与分解法
三个力的平衡问题，一般合成任意两个力，则该合力与 第三个力等大反向；或将其中某个力沿另外两个力的反方 向分解，从而得到两对平衡力。 (2)正交分解法 物体所受的合力为零，则在任意一个方向上物体所受的 合力都为零，把物体所受各力正交分解后，平衡条件可表 示为Fx合＝0，Fy合＝0。
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③物体在 n 个非平行力同时作用下处于平衡状态时，若此 n 个力共面共点，称为 n 个共点力的平衡，其中第 n 个力必定 与其他(n－1)个力的合力等大、反向，作用在同一直线上。
④当物体处于平衡状态时，沿任意方向物体的合力均为 零。因此可将物体所受各力正交分解，则共点力的平衡条件可 表示为FFxy合合＝＝00。，
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[例2]如图所示，重力一定的物块P用两
根轻绳悬在空中，其中绳OA方向固定不动，
绳OB在竖直平面内由水平方向向上转动，则
在绳OB由水平方向转至竖直方向的过程中，
绳OB的一直变小
C．先变大后变小
D．先变小后变大
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[思路点拨] 解此题的关键有三点： (1)正确画出平衡时的受力分析图。 (2)分析某一力变化的特点及边、角变化的情况。 (3)根据平行四边形边长的变化定性判断力的变化。