高中物理课件(人教版2019必修第一册)3.5 共点力的平衡(课件)

二力作用：二力等大、反向、共线，是一对平衡力
共点力
三力作用：任两力的合力与第三个力等大、反向、共线
的平衡
N个力作用：任一个力与其他所有力的合力等大，反向、共线
小 结
静止
（1）平衡（状）态
匀速直线运动
（2）若物体已经处于平衡态：F合=0
①受两个力：物体在两个共点力的作用下处于平衡状态，这两个力必定大小相
(5)“复兴”号列车在平直铁路上以350 km/h高速行驶时处于平衡状态。( √ )
(6)合力保持恒定的物体处于平衡状态。( × )
『选一选』如图所示，轻绳 OA、OB 和 OP 将一只元宵花灯悬挂在 P
点，花灯保持静止。已知绳 OA 和 OB 的夹角为 120°，对 O 点拉力的大小
皆为 F，轻绳 OP 对 O 点拉力的大小为( A )
A．F
B． 2F
C． 3F
D．2F
解析：对O点受力分析并由平衡条件可知，OP绳的拉力等于OA绳与OB绳的拉
力的合力，由于 OA 绳与 OB 绳的大小相等，夹角为120°，由平行四边形定则可
知，两力的合力为F，即OP绳的拉力为F，故A正确。
[选一选]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
(丁四图中，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
挂一个质量为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
杆P的弹力F与滑轮两侧细绳拉力的合力等大反向，即F＝2mgcos，由夹角关系可得
FD>FA＝FB>FC，选项B正确。
03
共点力的平衡条件的应用
问题模型1
【例题1】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，滑梯至少要多高？
每幅图中各个力作用线的几何关系，可以把
上述四种情况的受力分成两类，你认为哪些
情况属于同一类？你是根据什么来划分的？
图甲和图丁中木棒所受的力是共点力。图乙和图丙中木棒所受的力不是共点力。
平
衡
的
艺
术
平
衡
的
艺
术
01
平衡状态
放在桌上的书、屋顶的灯、随传送带匀速运送的物体、沿直线公
路匀速前进的汽车等所处的状态称之为平衡态，那么物理学的角度来
说，这些状态有哪些共同的运动学特征呢？
= 或者不变，也就是 =
知识点 1
平衡状态
物 体 受 到 几 个 力 作 用 时 ， 如 果 保 持 _______
静止 或 _______________
匀速直线运动 状
平衡状态
态，我们就说这个物体处于___________。
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.
初中学过的二力平衡的特点有哪些？结合二力平衡的特点，想一想，受共点力
作用的物体，在什么条件下才能保持平衡呢？
FN
mg
F拉
mg
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。二力平衡时物体所受的合力为0。
推理：在实际生产生活中，很多情况下物体受到三个力的作用而平衡，请同学们根
方向的夹角均为θ，乙图中木杆P竖直。假设甲、乙、丙、丁四图中滑轮受到木杆P
的弹力的大小依次为FA、FB、FC、FD，则以下判断正确的是 ( B )
A.FA＝FB＝FC＝FD B.FD>FA＝FB>FC
C.FA＝FC＝FD>FB
D.FC>FA＝FB>FD
解析：
绳上的拉力等于重物所受的重力mg，设滑轮两侧细绳之间的夹角为φ，滑轮受到木
要点提炼
对共点力作用下物体的平衡的理解
(1)两种平衡情形：
①静平衡：物体在共点力作用下处于静止状态。
②动平衡：物体在共点力作用下处于匀速直线运动状态。
(2)“静止”和“v＝0”的区别与联系：
a＝0时，是静止，是平衡状态
v＝0
a≠0时，不是静止，不是平衡状态
02
共点力的平衡条件
想一想
FN
Ff
F牵
四力（多力）平衡
mg
★在共点力作用下物体平衡的条件：合力F合=0
对共点力作用下物体平衡条件的理解
(1)共点力作用下物体的平衡条件有两种表达式：
①F 合＝0
Fx合＝0
②
Fy合＝0
其中 Fx 合和 Fy 合＝0 分别是将力进行正交分解后，在 x 轴与 y 轴上的合力。
(2)由平衡条件得出的三个结论：
请在图上画出这四个力的合力大小和方向。
所以其余四个力的合力大小必然与F1等大反向。
『判一判』
(1)处于平衡状态的物体一定处于静止状态。( × )
(2)运动的物体合力不会为0。( × )
(3)物体受两个力作用处于平衡状态，这两个力的合力一定为0。( √ )
(4)速度为0的物体一定处于平衡状态。( × )
等，方向相反，作用在同一条直线上。（二力平衡）
②受三个力：物体在三个共点力的作用下处于平衡状态，其中任意两个力的合
力一定与第三个力等大、反向、共线
③受n个力：如果物体受多个力作用处于平衡状态，其中任何一个力与其余力
（n-1个力）的等大、反向、共线
想一想
物体在五个共点力的作用下保持平衡。如果撤去力F1，而保持其余四个力不变，
第三章 相互作用——力
3.5 共点力的平衡
人教版（2019）
01
目录
02
contents
平衡状态
共点力的平衡条件
03
共点力的平衡条件的应用
02
用整体法与隔离法解答
多物体的平衡问题
导入新课
图甲、乙、丙、丁分别画出了重力为G
的木棒在力F1和F2的共同作用下处于平衡状
态的情况，这些力都位于同一平面内。根据
据前面所学知识，推导物体受三个力作用时的平衡条件。
据平行四边形定则，只需作出其中任意两个力
的合力来代替这两个力，就可以把三力平衡转
化为二力平衡。
三力平衡条件：任意两个力的合力与第三
个力等大、反向、共线，也就是三力的合
力为0。
多力平衡（n个力）：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。
FN
Ff
模型构建
受力分析
G
方法一：正交分解法
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。三力平衡转化为四力平衡。