第二讲：共点力作用下物体的平衡

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共点力作用下的物体的平衡

共点力作用下物体的平衡一．共点力物体同时受几个力的作用，如果这几个力都作用于物体的同一点或者它们的作用线交于同一点，这几个力叫共点力．二、平衡状态物体保持静止或匀速运动状态（或有固定转轴的物体匀速转动）．说明：这里的静止需要二个条件，一是物体受到的合外力为零，二是物体的速度为零，仅速度为零时物体不一定处于静止状态，如物体做竖直上抛运动达到最高点时刻，物体速度为零，但物体不是处于静止状态，因为物体受到的合外力不为零．三、共点力作用下物体的平衡条件物体受到的合外力为零．即F 合=0 四、平衡条件推论1、三力汇交原理：当物体受到三个非平行的共点力作用而平衡时，这三个力必交于一点2、物体受到N 个共点力作用而处于平衡状态时，取出其中的一个力，则这个力必与剩下的（N-1）个力的合力等大反向。

3、三个力作用于物体使物体平衡，则这三个力的图示必构成封闭的三角形。

4、若采用正交分解法求平衡问题，则其平衡条件为：F X 合=0，F Y 合=0；五、用平衡条件解题的常用方法 1、力的三角形法物体受同一平面内三个互不平行的力作用平衡时，这三个力的矢量箭头首尾相接，构成一个矢量三角形；反之，若三个力矢量箭头首尾相接恰好构成三角形，则这三个力的合力必为零．利用三角形法，根据正弦定理、余弦定理或相似三角形等数学知识可求得未知力．2、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，根据正弦定理、余弦定理或相似三角形等数学知识求解． 3、正交分解法将各个力分别分解到X 轴上和y 轴上，运用两坐标轴上的合力等于零的条件，多用于三个以上共点力作用下的物体的平衡．值得注意的是，对x 、y 方向选择时，尽可能使落在x 、y 轴上的力多；被分解的力尽可能是已知力，不宜分解待求力．考点一：平衡条件例1：如图所示，一物体受1N 、2N 、3N 、4N 个力作用而平衡且沿3N 的力的方向作匀速直线运动，现保持1N 、3N 、4N 三个力的方向和大小不变，而将2N 的力绕O 旋转60°，此时作用在物体上的合力大小为：（）A 、1NB 、2NC 、3ND 、4N拓展：物体几个共点力作用时其合力为零，如果撤去正东方向2N 的力，又撤去正南方向6N 的力，再撤去正西方向10N 的力，此时物体受的合力为______N ，方向是_____________ 例2 ：如图所示，一粗细不均匀的棒长L=6m ，用轻绳悬挂于两壁之间，保持水平，已知45=α，30=β，求棒的重心位置。

[高中物理物体的平衡的知识点] 共点力作用下物体的平衡的知识点

[高中物理物体的平衡的知识点] 共点力作用下物体的平衡的知识点1、平衡状态：物体受到几个力的作用，仍保持静止状态，或匀速直线运动状态，或绕固定的转轴匀速转动状态，这时我们说物体处于平衡状态，简称平衡。

在力学中，平衡有两种情况，一种是在共点力作用下物体的平衡;另一种是在几个力矩作用下物体的平衡(既转动平衡)。

2、要区分平衡状态、平衡条件、平衡位置几个概念。

平衡状态指的是物体的运动状态，即静止匀速直线运动或匀速转动状态;而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和力矩要满足的条件。

至于平衡位置这个概念是指往复运动的物体，当该物体静止不动的位置或物回复力为零的位置。

它是研究物体振动规律时的重要概念，简谐振动的物体在平衡位置时其合力不一定零，所以也不一定是平衡状态。

例如单摆振动到平衡位置时后合力是指向圆心的。

3、共点力的平衡⑴共点力：物体同时受几个共面力的作用，如果这几个力都作用在物体的同一点，或这几个力的作用线都相交于同一点，这几个力就叫做共点力。

⑵共点力作用下物体的平衡条件是物体所受的合外力为零。

⑶三力平衡原理：物体在三个力作用下，处于平衡状态，如果三力不平行，它们的作用线必交于一点，例如图1所示，不均匀细杆AB长1米，用两根细绳悬挂起来，当AB在水平方向平衡时，二绳与AB夹角分别为30°和60°，求AB重心位置?根据三力平衡原理，杆受三力平衡，TA、TB、G必交于点O只要过O作AB垂线，它与AB交点C 就是AB杆的重心。

由三角函数关系可知重心C到A距离为0.25米。

⑷具体问题的处理①二力平衡问题，一个物体只受两个力而平衡，这两个力必然大小相等，方向相反，作用在一条直线上，这也就是平常所说的平衡力。

平衡力的这些特点就成为了解决力的平衡问题的基础，其他平衡问题最终要转化为这个基础问题。

②三力平衡问题：往往先把两个加合成，这个合力与第三个力就转化成了二力平衡问题，即三力平衡中任意两个力的合力与第三个力的大小相等，方各相反，作用在一条直线上。

共点力作用下物体平衡实验操作流程——教案

共点力作用下物体平衡实验操作流程——教案一、实验目的1、熟悉物体平衡规律。

2、掌握共点力的概念和特点。

3、掌握基本的力学平衡定理。

二、实验材料实验台、直尺、砝码、天平、导轨、滑块、线圈、三角支架。

三、实验操作流程1、准备实验材料和仪器，实验台保持水平。

将导轨固定在两个三角支架上。

2、将滑块放在导轨上，用直尺测量滑块到距离导轨塑料架边缘5cm处的距离。

3、在滑块上悬挂一根细线，并将砝码挂在线的下端。

将砝码的大小记录下来。

4、用天平测量滑块的质量，记录数据。

5、根据测量结果算出滑块的重力。

6、将线圈挂在导轨上，将滑块悬在线圈上方，调整线圈位置，使其与滑块重心重合。

7、调整线圈位置后，记录下此时的线圈位置，同时记录滑块到导轨塑料架边缘5cm处的距离。

8、将两根线分别绕过滑块两端，一个线连接一个砝码，使得两个砝码簇在一起，共点作用在滑块上。

9、观察并记录滑块与线圈之间的距离，以及线圈位置的变化情况。

10、根据实验数据计算共点力的大小，比较共点力与滑块的重力，判断滑块是否处于平衡状态。

四、实验要点1、实验时要确保实验台保持水平。

2、实验时要注意测量数据准确性，记录数据。

3、实验时注意安全，操作时轻拿轻放，防止误伤。

五、实验结果的分析与讨论本实验的最终目的是研究物体平衡规律，熟悉共点力的特点和力学平衡定理。

实验前，我们需要测量滑块的质量和重力，并记录下来，用于后续的实验计算。

在实验中，我们需要利用线圈的重力做共点力，观察并记录滑块与线圈之间的距离，以及线圈位置的变化情况。

根据实验数据的计算，我们能够得出共点力的大小，并比较共点力与滑块的重力，判断滑块是否处于平衡状态。

我们还要注意实验的准确性以及安全性，保护好实验仪器设备，以便我们在后续的实验中使用。

这个实验的目的是探究物体平衡规律，熟悉共点力的特点和力学平衡定理，通过实验的数据分析，加深对物理学中的平衡规律的理解，对我们进一步了解自然规律的工作具有十分重要的意义。

006 共点力作用下物体的平衡2(必修一整套)

共点力作用下物体的平衡1．共点力：物体同时受几个力的作用，如果这几个力都作用于物体的或者它们的作用线交于，这几个力叫共点力。

2．平衡状态：一个物体在共点力作用下，如果保持或运动，则该物体处于平衡状态．3．平衡条件：物体所受合外力．其数学表达式为：F 合＝ 4．力的平衡：若物体受到两个力的作用处于平衡状态，则这两个力．若物体受到三个力的作用处于平衡状态，则其中任意两个力的合力与第三个力．物体在三个互不平行的力的作用下处于平衡，则这三个力必为．5．解题方法：当物体在三个共点力作用下平衡时，往往采用平行四边形定则或三角形定则；当物体在四个或四个以上共点力作用下平衡时，往往采用正交分解法。

针对训练1、下列哪组力作用在物体上，有可能使物体处于平衡状态 ( ) A ．3N ，4N ，8N B ．3N ，5N ，1N C ．4N ，7N ，8N D ．7N ，9N ，6N2、如下图所示，木块在水平桌面上，受水平力F 1 =10N ，F 2 =3N 而静止，当撤去F 1后，木块仍静止，则此时木块受的合力为( )A ．0B ．水平向右，3N006C．水平向左，7N D．水平向右，7N3、如图所示，用大小相等、方向相反，并在同一水平面上的力N 挤压相同的木板，木板中间夹着两块相同的砖，砖和木板均保持静止，则( )A.两砖间摩擦力为零B.N越大，板与砖之间的摩擦力就越大C.板、砖之间的摩擦力大于砖的重力D.两砖之间没有相互挤压的力4、如图在水平力F的作用下，重为G的物体沿竖直墙壁匀速下滑，物体与墙之间的动摩擦因数为μ，物体所受摩擦力大小为( )A.μfB.μ（F＋Ｇ）C.μ（F－Ｇ）D.Ｇ5、如图所示，一个重为G的木箱放在水平地面上，木箱与水平面间的动摩擦因数为μ，用一个与水平方向成θ角的推力F推动木箱沿地面做匀速直线运动，则推力的水平分力等于( )A.F cosθB.μＧ/（cosθ－μsinθ）C.μＧ/（1－μtanθ）D.F sinθ6、如图在粗糙水平面上放一三角形木块a，物块b在a的斜面上匀速下滑，则( )A.a保持静止，而且没有相对于水平面运动的趋势B.a保持静止，但有相对于水平面向右运动的趋势C.a保持静止，但有相对于水平面向左运动的趋势D.因未给出所需数据，无法对a是否运动或有无运动趋势做出判断7、如图所示，甲、乙、丙、丁四种情况，光滑斜面的倾角都是α，球的质量都是m，球)都是用轻绳系住处于平衡状态，则(A.球对斜面压力最大的是甲图所示情况B.球对斜面压力最大的是乙图所示情况C.球对斜面压力最小的是丙图所示情况D.球对斜面压力最大的是丁图所示情况8、如图所示，固定在水平面上的光滑半球，球心O的正上方固定一个小定滑轮，细绳一端拴一小球，小球置于半球面上的A点，另一端绕过定滑轮，如图所示.今缓慢拉绳使小球从A点滑向半球顶点（未到顶点），则此过程中，小球对半球的压力大小N及细绳的拉力T大小的变化情况是( )A.N变大，T变大B.N变小，T变大C.N不变，T变小D.N变大，T变小9、重为G的物体系在OA、OB两根等长的轻绳上，轻绳的A端和B端挂在半圆形的支架BAD上，如图2（a）所示，若固定A端的位置，将OB绳子的B端沿半圆支架从水平位置逐渐移至竖直位置C的过程中，则以下说法正确的是（）（94全国高考题）A、OB绳上的拉力先增大后减小B、OB绳上的拉力先减小后增大C、OA绳上的拉力先减小后增大D、OA绳上的拉力一直逐渐减小10、如图1—3—8所示，绳OA、OB悬挂重物于O点，开始时OA水平.现缓慢提起A 端而O点的位置保持不变，则( )A.绳OA的张力逐渐减小B.绳OA的张力逐渐增大图1—3—8C.绳OA 的张力先变大，后变小D.绳OA 的张力先变小，后变大11、(2003年理综)如图甲所示，一个半球形的碗放在桌面上，碗口水平，O 点为其球心，碗的内表面及碗口是光滑的。

高一物理上学期共点力作用下的物体的平衡

例3、如图，保持橡皮筋的节点位置O和弹簧秤1的方向不变，将弹簧秤2缓慢转到水平位置。问两弹簧秤示数如何变化。
O
1
2
F/
O
βα F1 β
1
F2
F
2
F 、β不变，α逐渐增大到900， F1 增大， F2先减 β α 小后增大，当F1与F2垂直时，有最小值。
练、光滑球放在挡板与斜面之间，现将挡板缓慢放至水平过程中，求球对挡板和斜面的压力的大小变化情况。
答案：球对挡板的压力先减小后增大，对斜面的压力一直减小。
三个共点力作用下的临界问题：例4、图中三根绳完全相同，能够承受的最大拉力为Fm，问要使三绳不断，2绳下端最多可以挂多重的物体？分析：只要保证承受拉力最大的绳恰 0 30 好不断即可。 1 受力分析可知，1绳 3 承受拉力为最大。 2 令F1=Fm，可得： Gmax=F2=Fm/2
α
F/ T1 F
α
1、分析绳节点受三个力作用。 2、T1和F合成为F/，则F/=G。 3、T1=F//cosα，F=F/·tanα F 4、F/不变，α增大，故T1增大，F增大。注：也可将任意两个力合成，或任意一个力分解，最后在三个里构成的三角形中讨论。
T2
也可直接分析三角形三边的变化趋势：三角形的直角不变，F/=G不变而α增大，因此 α T1和F均增大。
六、三个以上共点力平衡问题：适宜采用正交分解法分析计算例5、如图，要用恒力F推滑块沿粗糙墙壁匀速上滑，已知滑块重力为10N，与墙壁的动摩擦因素为μ=0.5，求F大小。（sin370≈ 0.6， cos370≈ 0.8）
F 370
FY
370
F
解：对滑块受力分析如图：水平：N=FX=F·sin370=0.6F 竖直：FY=f+G 即 F·cos370=µ·N+G 0.8F=0.5×0.6F+10 ×

共点力作用下物体平衡教案及教学反思

共点力作用下物体平衡教案教学目标一、知识目标1、知道什么叫共点力作用下的平衡状态.2、掌握共点力的平衡条件.3、会用共点力的平衡条件解决有关平衡问题.二、能力目标1、培养学生应用力的矢量合成法则平行四边形定则进行力的合成、力的分解的能力.2、培养学生全面分析问题的能力和推理能力.三、情感目标1、教会学生用辨证观点看问题，体会团结协助.教学建议教材分析1、通过实际(生产生活中)的例子来说明怎样的状态是平衡状态，使学生全面理解平衡状态——静止或匀速直线运动.2、共点力作用下物体的平衡条件在实际中的应用，是本节课教学的重点.对于不同类型的平衡问题，如何依据平衡条件建立方程，对于学生来说是学习中的难点.(平衡系统中取一个物体为研究对象，即隔离体法处理;取二以上物体为研究对象，即整体法处理.建立方程时可利用矢量三角形法或多边形法的合成和正交分解法来处理.)教法建议1、本节例题的教学重在引导学生学习分析方法.由于学生已经掌握了动力学问题的一般分析方法，教学时可先回顾动力学问题的分析方法，然后引导学生迁移到静力学问题中去.2、本节例题代表了两种典型的静力学问题.建议教学中引导学生做出小结.教学设计方案第一节共点力作用下物体的平衡一、平衡状态如果物体保持静止或者做匀速直线运动，则这个物体处于平衡状态.由此可见，平衡状态分两种情况：一种是静态平衡状态，此时，物体运动的速度，物体的加速度 ;另一种是动态平衡，此时，物体运动的速度，物体的加速度 .注意：1、物体的瞬时速度为零时，物体不一定处于平衡状态.例如，将物体竖直上抛，物体上升到最高点时，其瞬时速度，但物体并不能保持静止状态，物体在重力作用下将向下运动，由牛顿第二定律可得，物体此时的加速度，只有当物体能保持静止状态即其加速度也为零，物体才是处于静平衡状态.2、物理中的缓慢移动可认为物体的移动速度很小，即要多小有多小，故可认为其移动速度趋于零，因此，习题中出现“缓慢移动”都可理解为物体处于动态平衡状态.二、共点力如果几个力的作用点相同，或作用线(或反向延长线)交于一点，这几个力就叫做共点力.三、共点力的平衡条件从牛顿第二定律知道，当物体所受合力为零时，加速度为零，物体将保持静止或者做匀速直线运动，即物体处于平衡状态，因此，在共点力作用下物体的平衡条件是合力为零，即 .解题的基本思路和方法：解物体的平衡问题的程序是：确定平衡体，作出受力图，正交分解好，定向列方程.第一步确定研究对象，根据题意将处于平衡状态的物体或结点作为研究对象，通常用隔离体法将确定的研究对象从它所处的环境中隔离出来.但有时要将研究对象连同它的关联物一起作为研究系统(整体法)，反而运算方便，请注意研究下文将要给出的例题.第二步进行受力分析，作出研究对象的受力图.这一步是解题成败之关键，务必细致周到，不多不漏.(判断分析的力是不是正确，可用假定拆除法和条件法来处理)第三步建立坐标系或规定正方向.如何建立合适的坐标系，要看问题的已知量、未知量而定.原则是要使力与坐标轴的夹角简单而明确，这样可使方程明快.坐标设置不当，会引起需要使用三角中的和差化积、半角倍角公式等运算工具，使计算大为繁冗.一般选未知量的方向为坐标系的正方向为宜，建立坐标系后，把不在坐标轴上的力用正交分解法分解到坐标轴上，并画出其分力的准确图示备用.第四步根据物体平衡的充要条件列出平衡方程组，运算求解.对结论进行评估.必要时对结论进行讨论.探究活动重心与平衡活动内容：探讨重心与平衡的知识在实际生活中的应用.活动目的：1、了解考虑物体重心的意义，知道找物体重心的方法.2、了解物体的平衡状态、平衡位置.知道不同平衡位置的稳定性不同，稳定性与重心的关系及在生活中的实际应用.3、激发学生爱科学、学科学的兴趣;培养运用物理知识，分析、解决实际问题的能力.活动准备：长方形的塑料尺、心形卡片、中空的管子(圆环)、烟盒、奶瓶、细竹竿、硬币、梯形皮包、支架及茶杯、走索演员在一根高空钢丝上表演的投影片，在绳索上驾驶摩托车下挂载人“车厢”的投影片.活动过程：科学讲座，并进行讨论与思考①你能回答老师给你提出的问题吗?②你觉得重心和平衡的知识在生活中的应用广泛吗?你能举出实例吗?物理学中的其它知识呢?1、分析确定重心的问题重心是重力在物体上的作用点也就是物体各部分所受重力的合力的作用点.为什么要考虑物体的重心呢?当我们希望一个物体保持平衡时，就要用到重心的概念.例如，这里有一把尺子，为了把尺子支撑住，有一个办法就是把它放在桌子上.这时，桌子向尺子的各个部分都施加了支撑力，但是尺子的重力也可以被看作只作用在重心上.我们可以把一个手指尖放在尺子重心的下面，这时，仅仅支在一个点上就能把尺子支撑起来.你可以用手指尖按照上述办法使尺子保持平衡.下面，我们将用平衡点作为重心的别名.①你可以用实验的方法来寻找尺子的平衡点.首先，把尺子放在互相隔开的两个食指尖上.然后，慢慢地让两个手指向一起靠拢，方法是先移动一个手指，再移动另一个手指.最后，这两个食指将在尺子的中点处靠在一块.于是，平衡点就是尺子的中点.就是那些非均匀物体，也可以用这种滑动手指的方法找到它们的平衡点.你可以采用同样的方法，试着找出铅笔、钢笔和高尔夫球棒的重心.你将会很容易地找到这些物体的平衡点.但是，在这些情况下手指每次应向前移动多少，可能估计得不很恰当.你可以先用一把扫帚试着估计一下，然后再进行实验.②寻找不规则形状物的重心，还有一种方法可供使用.如寻找一个心形卡片重心的方法是用两个手指轻轻地把心形卡片捏起来，卡片就会前后摆动起来，最终它将静止下来.当卡片静止后，通过手捏卡片的那个点在卡片上画一条铅垂线.用手指在另外一点(这点不应在刚才画的那条铅垂线上)把卡片捏起来，待卡片静止后，再画一条铅垂线.这两条线相交的那一点，就是心形卡片的重心或平衡点.当你把手指支在这一点的下面，就可以把卡片平衡地支撑起来.③任何物体都有一个重心.人的重心大约是在肚脐的后面、身体的中心处.假设让一个人躺在跷跷板上，让他的肚脐恰好在跷跷板支撑点的上方，这样，人体通常能够达到平衡，跷跷板的两端都将不接触地面.④一段中空的管子，重心位于管的空心内，而不是在制作这管子的材料(管壁)上.这是与重心的定义相符合的.重心不一定要位于物体内.如果你试着使一段管子或圆环达到平衡，你可以用手指支撑它们的外侧，这是一种不稳定的平衡状态.如果一段管子处于竖直状态或圆环是处在水平状态(即它们的圆形截面处在水平面内)，又要用一个手指支撑它们，就必须用一块硬纸板托在圆环(或管子)下面，再用手指支在纸板上即可.任何物体的形状和物质结构的改变，都可以使它的重心发生移动.当我们把尺子从一端削掉一段之后，尺子余下部分的重心，就移动到新的位置了.与此相似，如果在尺子的一端粘上一团油灰，尺子也有一个新的平衡点.试问，平衡点是朝油灰移动，还是朝相反方向移动?2、探讨物体平衡的问题对于一个物体来说，当共点力的合力为零时，我们就说该物体是处于平衡状态.①例如在地板上放着电冰箱、电冰箱受到重力和支持力的合力为零，我就说，电冰箱是处于平衡状态.在地面上的任何静止的物体，都是处于平衡状态.②桌面上的某个物体，在外力作用下作变速运动，这物体便不是处于平衡状态.在这种情况下，重力方向仍然是与支持力的方向相反，但是使物体作变速运动的外力却是水平方向的.③根据物体形状的不同，各种物体可以有一个或更多个平衡位置.让我们把一枚硬币放在水平的桌面上，它有两种平衡位置：让硬币的某个平面接触桌面，这是一种平衡位置，把硬币立起来，让它的侧面接触桌面，这是另一种平衡位置.请注意，硬币有两个平面，我们把它们看作是一种平衡位置;让硬币的侧面接触桌面，使它达到平衡，这种平衡位置可以有无数种情况，但我们都把它们看成是一种平衡位置.我们再以烟盒为例，说明怎样分析物体的平衡位置.把烟盒放在水平的桌面上，它有三种平衡位置：一种平衡位置是让烟盒底面(或者顶面)接触桌面;第二种平衡位置是让烟盒后面(或者前面)接触桌面;第三种平衡位置是让烟盒的一个端面(或者另一个端面)接触桌面.你能举出一个具有四种平衡位置的物体来吗?④假设某个物体处于非平衡位置，当人们把它放开以后，它将朝着平衡位置运动.让我们手持一个烟盒，在桌子上方将烟盒松开，它将落在桌面上，并将迅速地静立在烟盒的某个面上.当我们做这个实验时，你怎样放开烟盒是没有关系的;不管你是在怎样的状态下放开烟盒，它总是要达到某个平衡位置.我们还可以手执一枚硬币将它放下，硬币落到桌面上以后，也会达到它的某一平衡状态.⑤并非所有的平衡位置都相同，各种平衡位置之间的差异，是它们的稳定性不同.3、讲解稳定平衡问题①迫使一物体产生一个很小的位置移动或运动，在引起一阵摆动以后，它最终将回到原来的平衡位置，这物体便处于稳定平衡状态.桌上放着一个直立的奶瓶，当我们轻轻地推一下瓶的颈部，它便会前后摆动，但最终将回到原来的直立位置.②与稳定平衡相对立的是不稳定平衡.如果使物体产生一个很小的位置移动或运动，它未能引起摆动，则该物体处于不稳平衡状态.随之而来的，是这物体将发生运动，到达另一个平衡位置.例如，一枚硬币，当它的平面接触桌面时，要比它的周边接触桌面有较好的稳定性.当你极其轻微地碰一下硬币时，它将前后摆动，但最后硬币仍回到原来的平衡位置.当然，如果你用大一点的力碰它，它将会翻倒，变成硬币平面接触桌面.假设你现在使一根针或一根细竹竿直立，并可能使它达到平衡，这时，它是处在不稳平衡位置.当我们给它施加一个极微弱的力时，这根针或细竹竿将会倒下来，达到整个长度都接触地面的新的平衡状态.③哪些因素决定了物体的稳定程度呢?一个因素是支持面的大小.当支持面大时，平衡的稳定性也增大.例如，一个长方体的桶，当它放倒时，比它直立时的稳定性要好.再举一个例子，有一种冰淇淋盒是圆锥形的，当盒里没有装入冰淇淋时，我们将杯口朝下放在桌上，这时它的稳定性较好;但如果将它锥体的尖端朝下放置，冰淇淋盒的稳定性则很差.实际上，如果圆锥体的尖端朝下而且达到平衡，它是处于不稳平衡状态，这正像任何其它物体平衡于一个点或一个角上，也都属于不稳平衡状态.④决定物体稳定性的另一个因素是重心相对于支持面(或支持点)的位置.一个物体，它的重心越低、越是接近支持面，则稳定性越好.我们可举这样一个例子，一个普通梯形皮包，倒放时比正放时的重心位置要高.试问：在这种情况下，重心各在哪里?近年来的赛车，为了降低所使用的赛车的重心高度，制造出了更加低矮的“低悬挂”型赛车.对于低悬挂型的赛车来说，由于以下的各种原因可能造成的翻车事故，是不大容易发生的：赛车在侧向气流作用下而翻车;在和其它车碰撞后而翻车;以及赛车本身由于某种原因而产生了横滑所造成的翻车.换句话说，由于低悬挂型赛车在正常行驶状态时重心极低，要把它弄翻，从正常的平衡状态，翻到车的侧面着地或车的顶面着地的另一个平衡状态，是不太容易的.⑤假设一个物体的重心是在物体支持面的底下，那么，这个物体的稳定性是很强的.把一个茶杯吊挂在钩子上，如上图所示.就是稳定平衡的一例.如果你把这茶杯推一下，也不管你是怎样推法，那么最终这茶杯必然要恢复到原来的稳定平衡状态上.走索演员在一根高空钢丝上表演的时候，重心总是在支持面上的，而支持面又很小，怎样保持稳定性呢?它是通过调整姿态，使重心总是在支持面的正上方而保持平衡的.一般的走索演员在表演时要手持一根长长的平衡杆，主要通过调整平衡杆的位置来调整整体重心的位置，以保持平衡.有经验的演员，则可以不要平衡杆，通过自己的身体姿态进行调整，而使身体的重心保持在钢丝绳的正上方.共点力作用下物体平衡教学反思《共点力平衡条件应用》是教科版必修一第四章的重点内容，是动力学的基础，特别是受力分析的方法是连接运动和力的重要环节。

共点力作用下物体的平衡教案课件详细信息

一、教案基本信息1. 共点力作用下物体的平衡教案课件详细信息2. 学科领域：物理学3. 适用年级：高中4. 课时安排：2课时5. 教学目标：(1) 让学生理解共点力的概念及其作用。

(2) 让学生掌握共点力作用下物体的平衡条件。

(3) 培养学生运用物理学知识解决实际问题的能力。

二、教学重点与难点1. 教学重点：(1) 共点力的概念及其作用。

(2) 共点力作用下物体的平衡条件。

(3) 力的合成与分解方法。

2. 教学难点：(1) 力的合成与分解在实际问题中的应用。

(2) 共点力作用下物体平衡条件的推导。

三、教学方法与手段1. 教学方法：(1) 讲授法：讲解共点力的概念、作用及平衡条件。

(2) 演示法：通过实验演示共点力作用下物体的平衡现象。

(3) 练习法：让学生通过解决实际问题，巩固共点力平衡知识。

2. 教学手段：(1) 课件：展示共点力作用下物体平衡的示意图、公式等。

(2) 实验器材：弹簧测力计、绳子、滑轮等。

四、教学过程1. 导入新课：通过一个简单的实验，让学生观察共点力作用下物体的平衡现象，引发学生对共点力的好奇心。

2. 讲解共点力的概念及其作用：介绍共点力的定义，解释共点力在物体平衡中的作用。

3. 推导共点力作用下物体的平衡条件：引导学生运用力的合成与分解方法，推导出共点力作用下物体的平衡条件。

4. 演示共点力作用下物体的平衡实验：利用实验器材进行演示，让学生更直观地理解共点力平衡现象。

5. 练习与应用：布置一些实际问题，让学生运用所学知识解决，巩固共点力平衡知识。

五、课后作业与评价1. 课后作业：布置一些有关共点力作用下物体平衡的练习题，让学生课后巩固所学知识。

2. 评价方式：通过课堂讲解、实验演示、课后练习等多方面，评价学生对共点力作用下物体平衡知识的掌握程度。

六、教学拓展与延伸1. 引导学生思考：共点力作用下物体平衡的条件在生活中有哪些应用？2. 讲解实例：通过一些生活中的实例，如建筑物的稳定性、人骑自行车的平衡等，让学生了解共点力平衡在实际生活中的重要性。

高一物理第二讲-力-共点力作用下物体的平衡

高一物理第二讲力物体在共点力作用下的平衡一、知识要点一）、力的概念力是物体对物体的作用，力作用于物体可以使受力物体形状发生改变；可以使受力物体运动状态（速度）发生改变。

在研究与力相关的物理现象时，应该把握住力的如下基本特性。

1．物质性：2．相互性：3．矢量性：4．瞬时性：5．独立性：二）、力的分类1．按性质分重力、弹力、摩擦力、分子力、电场力、磁场力……（按现代物理学理论，物体间的相互作用分四类：长程相互作用有引力相互作用、电磁相互作用；短程相互作用有强相互作用和弱相互作用。

宏观物体间只存在前两种相互作用。

）2．按效果分压力、支持力、拉力、动力、阻力……3．按产生条件分非接触力、接触力三）、力1．弹力的概念：发生弹性形变的物体，会对跟它接触并使它发生形变的另一物体产生力的作用，这种作用力叫做弹力。

2．弹力的产生条件是：两个物体直接接触，并发生弹性形变。

3．弹力的方向⑴压力、支持力的方向总是垂直于接触面。

⑵绳对物体的拉力总是沿着绳收缩的方向。

⑶杆对物体的弹力不一定沿杆的方向。

4．弹力的大小：对有明显形变的弹簧、橡皮条等物体，弹力的大小可以由胡克定律计算。

对没有明显形变的物体，如桌面、绳子等物体，弹力大小由物体的受力情况和运动情况共同决定。

⑴胡克定律可表示为（在弹性限度内）：，还可以表示成，即弹簧弹力的改变量和弹簧形变量的改变量成正比。

⑵“硬”弹簧，是指弹簧的值大。

（同样的力作用下形变量小）⑶一根弹簧剪断成两根后，每根的劲度k都比原来的劲度大；两根弹簧串联后总劲度变小；两根弹簧并联后，总劲度变大。

四）、摩擦力1．摩擦力的概念：相互接触且发生形变的粗糙物体间，有相对运动（或相对运动趋势）时，在接触面上所受的阻碍相对运动（或相对运动趋势）的力。

2．摩擦力产生条件为：两物体直接接触、相互挤压、接触面粗糙、有相对运动或相对运动的趋势。

这四个条件缺一不可。

两物体间有弹力是这两物体间有摩擦力的必要条件。

（没有弹力不可能有摩擦力）3．滑动摩擦力大小⑴在接触力中，必须先分析弹力，再分析摩擦力。

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在点直，线终如点图未所画示，，则图各上力表大C示小各关力系的可矢能量为F1 起（点均为O
）
A．F1 > F2 > F3 B．F1 > F3 > F2 C．F3 > F1 > F2 D．F2 > F1 > F3
450
1350 F3
600
F2
共点力平衡条件的推论：当物体受三个力平衡时，任意一个力必定与两个力的合力大小相等，方向相反，作用在一条直线上。（把三力平衡问题转化为两力平衡问题）
分析与解：根据平衡的特点，由力的几何结
构可知:(L为滑轮到小球的长度)
G FN F hr r l
即
F l G hr
r FN hr G
相似三角形法
则小球沿光滑半球面缓慢向上滑动过程中，半球
体对小球的支持力FN 不变，绳子的拉力F不断减小。
题型二利用整体法和隔离法解物体的平衡问题
正交分解法把矢量运算转化成标量运算，极大的降低了数学
应用的难度。
正交分解法解平衡问题的一般思维程序为
①选择研究对象：处于平衡状态下的物体； ②对研究对象进行受力分析，画好受力图； ③建立直角坐标系（原则是尽量减少力的分解）； ④根据平衡条件布列方程
F0
F x
F y
0 0
⑤解方程(组)，必要时验证结论。
5、根据平衡条件,按x/y轴坐标分别建立方程F合=0
F0
F x
F y
0 0
X轴:Fx1Fx2Fx30 Y轴:Fy1Fy2Fy20
y
F
N
F1
f x
F2
G
正交分解法
此方法是力学解题中应用最普遍的方法，应注意学习。

共点力作用下物体的平衡

共点力作用下物体的平衡共点力作用下物体的平衡知识点复习一、物体的平衡物体的平衡有两种情况：一是质点静止或做匀速直线运动，物体的加速度为零；二是物体不转动或匀速转动（此时的物体不能看作质点）。

点评：对于共点力作用下物体的平衡，不要认为只有静止才是平衡状态，匀速直线运动也是物体的平衡状态．因此，静止的物体一定平衡，但平衡的物体不一定静止．还需注意，不要把速度为零和静止状态相混淆，静止状态是物体在一段时间内保持速度为零不变，其加速度为零，而物体速度为零可能是物体静止，也可能是物体做变速运动中的一个状态，加速度不为零。

由此可见，静止的物体速度一定为零，但速度为零的物体不一定静止．因此，静止的物体一定处于平衡状态，但速度为零的物体不一定处于静止状态。

总之，共点力作用下的物体只要物体的加速度为零，它一定处于平衡状态，只要物体的加速度不为零，它一定处于非平衡状态。

二、共点力作用下物体的平衡5N，1NC．4N，7N，8N D．7N，9N，6N（2）用手施水平力将物体压在竖直墙壁上，在物体始终保持静止的情况下( )A．压力加大，物体受的静摩擦力也加大B．压力减小，物体受的静摩擦力也减小C．物体所受静摩擦力为定值，与压力大小无关D．不论物体的压力改变与否，它受到的静摩擦力总等于重力（3）如下图所示，木块在水平桌面上，受水平力F1 =10N，F2 =3N而静止，当撤去F1后，木块仍静止，则此时木块受的合力为( )A．0 B．水平向右，3N C．水平向左，7N D．水平向右，7N 【例2】氢气球重10 N，空气对它的浮力为16 N，用绳拴住，由于受水平风力作用，绳子与竖直方向成30°角，则绳子的拉力大小是__________，水平风力的大小是________.知识点梳理阅读课本理解和完善下列知识要点1．共点力物体同时受几个力的作用，如果这几个力都作用于物体的或者它们的作用线交于，这几个力叫共点力。

2．平衡状态：一个物体在共点力作用下，如果保持或运动，则该物体处于平衡状态．3．平衡条件：物体所受合外力．其数学表达式为：F合＝或F x合= F y合= ，其中F为物体在x轴方向上所受的合外力，F y合为物x合体在y轴方向上所受的合外力．4．力的平衡：作用在物体上的几个力的合力为零，这种情形叫做。

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分力的平衡分析
在知道一部分力的情况下，可以通过平衡条件反推出未知力的大小和方向，以满足物体的平衡状态。
平衡状态的数学表达
力的方程式表达
通过物理学的平衡公式，如\( \sum F_x = 0 \)和\( \sum F_y =
1
0 \)，将力的平衡状态用方程式呈现。
2 利用线性代数求解当涉及多个未知数时，可以应用线性代数中的矩阵方法求解方程组，从而得到各个力的数值。
力矩的平衡分析
2
除了力的合成外，力矩也是平衡分析的重要考虑因素。力矩图示分析要求选择合适的转动轴，确保所有力关于轴的力矩
和为零，反映出物体的转动平衡状态。
力的方向与大小的图解
力的方向的确定
在力的图示分析中，力的方向对平衡状态有决定性影响。图示需准确展现各力的作用方向，以角度表示，确保后续分析的准确性。
共点力的定义
共点力是指作用在同一质点或物体上的，且作用线相同或相交于一点的几个力。这类力的特点是可以通过几何方法进行合成与分解，是研究力学平衡的基础。
共点力的特点
共点力在合成时遵循平行四边形法则，即两个力可以合成为一个等效的合力。此外，共点力可相互独立存在，不会因为其他力的作用而改变自身的大小和方向。
物体平衡的判定方法
力的分解与合成
判定物体平衡时，需要将作用于物体的力进行分解与合成。分解
1
出的分力和合成出的合力都需满足力的平衡条件，即力的作用线、大小和方向必须相互抵消。
2 力矩的计算力矩是判定物体旋转倾向的重要因素。通过计算物体各点受力产生的力矩，若所有力矩之和为零，则物体在该点的力矩是平衡的。力矩的平衡确保物体不会产生转动。
实际问题中的应用示例
结合实际案例，如桥梁的受力分析，讲解共点力平衡原理在工程实践中的具体应用，展现理论与实践的结合。

高一物理共点力作用下物体的平衡(二)人教版知识精讲

高一物理共点力作用下物体的平衡〔二〕人教版【本讲教育信息】一. 教学内容：共点力作用下物体的平衡〔二〕二. 知识要点：〔一〕处理共点力平衡问题的常见方法和技巧物体所受各力的作用线〔或其反向延长线〕能交于一点，且物体处于静止状态或匀速直线运动状态，如此称为共点力作用下物体的平衡。

它是静力学中最常见的问题，下面主要介绍处理共点力作用下物体平衡问题的一些思维方法。

1. 解三个共点力作用下物体平衡问题的方法解三个共点力作用下物体平衡问题的常用方法有以下五种：〔1 Array [例1]向的夹角OF理得，AF合〔2[例2] 图BOA.FN〔4〕三力汇交原理：如果一个物体受到三个不平行外力的作用而平衡，这三个力的作用线必在同一平面上，而且必为共点力。

TA TB 根据三角形知识，有TB TA TA F F F F ==︒='60cos 2又因为F F ='所以F 2. y 轴上，对x 、y [例5] 解析：[和[为[例由以上两式得：B F mg F -=θsin ① 与θθsin 2cos 2mg F F C +=② 要使两绳都能绷直，需有0≥B F ③0≥C F ④ 由①③两式得F 有最大值N mg F 3340sin ==θ 由②④两式得F 有最小值N mg F 3320sin 2==θ[例时，寻找变化中保持不变的局部，乃是解决平衡问题的一种重要方法。

[例10] 三个一样的支座上分别搁着三个质量和直径都相等的光滑圆球a 、b 、c ，支点P 、Q 在同一水平面上，a 球的重心a O 位于球心，b 球和c 球的重心b O 、c O 分别位于球心的正上方和球心的正下方，如图18所示，三球均处于平衡状态，支点P 对a 球的弹力为Na F ，对b 球和c 球的弹力分别为Nb F 、Nc F ，如此〔〕A.Nc Nb Na F F F ==B.Nc Na Nb F F F >>C.Nc Na Nb F F F <<D.Nc Nb Na F F F =>.P Q .P Q .P Qab c ..图18解析：此题的干扰因素是三个球的重心在竖直方向的位置发生了变化〔a 在球心、b 在球心之上、c 在球心之下〕。

高一物理共点力作用下物体的平衡课件

思考与判断：
下列物体是否处于平衡状态？为什么？
V
1、物体自由下落时；
2、物体放在光滑斜面上下滑时；
V
3、用细绳悬挂的物体，手释放时；
质量为2千克的物体放在水平桌面上（取g=9.8N/kg）。
F
（1）受到哪几个力作用？
（2）能称之为平衡吗？
（3）几个力的关系如何？
G
两个力大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，作用在同一物体上。（三同一反）
G
G
解得： F =COS
Байду номын сангаас
F N = G tanα
小结：解决共点力平衡问题的基本步骤：
➢选取研究对象 ➢对研究对象进行受力分析 ➢建立适当的坐标，对力进行合成或分解 ➢根据平衡条件列方程求解
若已知细绳AO、BO能承受的最大拉力为100N，α＝ 30°，β＝60°。若要绳不断，O端下方悬挂的重物
的最大重力为多少？
F FN
G F合
解法一：合成法
G
F =F合= COS
F N = G tanα
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？
y
F Fy α Fx α FN
解法二：正交分解法
x: FN – Fsinα= 0
x
y: Fcosα– G = 0
物体在共点力作用下的平衡条件是所受合外力为零。即：F合 = 0
F2
F1
O
F12合
F3
例: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？
α