人教版高一物理必修1第3章第5节共点力平衡(共27张PPT)
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人教版高一物理必修第一册第三章第五节点力的平衡条件PPT
T T1 T
α
N
T2
N
G G
解法： 正交分解法
解：球受三个力如图， T的两个分力分别为
T
T1 TT1
T1 T2
α
N
则竖直方向： G=T1=Tcosa
T2 N
则绳子的拉力 T=合G/成cos法a 条件： T2GG
水平方向：
（1）受三个力没有两个力垂
N=T2=Tsina
直，也没有两个力大小相等
则墙壁对球的弹力（2）四个力以上
回顾:二力平衡的条件？
作用在一个物体的两个力，大小相等，方向
相反，作用在一条直线上。(合力为零）
物体受到多个力的作用而处于平衡状态 应满足什么条件呢？
三力平衡
在粗糙的斜面上静止不动的木块， 木块受到几个力的作用？
物体在三个共点力作用下平衡的条件是什么？
一个物体受到三个共点力 力的作用而处于平衡状态， 其中任意两个力的合力 应该与第三力等大反向
观的了解。
让学生分析他这是一种什么心理。明确：嫉妒、红眼病。
与斜面间的摩擦因数。 4.《离骚》中用香草做比喻说明自己遭贬黜是因为德行高尚的两句：既替余以蕙纕兮,又申之以揽茝。
四、要理解掌握古汉语的特点。 有好几个男生脱口而出”丁香一样的姑娘美!”(生笑)
让学生们想一想郑伯和勾践有什么共同之处。（二人都是事到临头才开始求贤。）
某物体在n 个共点力的作用下处于静止状 态，若其中一个力F1的大小不变，仅将方 向沿顺时针方向转过90°，其余力保持不
变，则此时物体所受的合力大小为。
A.F1 C.2F1
B B. 2 F1
D.0
下列那些物体处于平衡状态？
√ 1.静止在粗糙斜面上的物体。
人教版必修第一册3-5共点力的平衡课件(51张)
第三章 相互作用——力
5 共点力的平衡
学习 目标
1.知道平衡状态和共点力 的平衡条件． 2．会用共点力的平衡条件 解决简单的平衡问题.
通过对共点力平衡问题 核心 的分析，进一步提高应用 素养 物理知识解决实际问题
的能力．
精梳理•自主学习固基础
预习点 共点力平衡的条件 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___状态， 我们就说这个物体处于平衡状态． 2．共点力平衡的条件：____合__力__为___0___，即 F 合＝0.
提示：物体 P 处于静止状态，合力为零．
2．哪个物体能够将三根细绳的拉力联系起来？画出它的受力示意图．哪根绳拉力最 大？
提示：绳子结点 C 能够将三根细绳的拉力联系起来，受力示意图如图所示．BC 绳承 受拉力最大．
解析：(解法一)力的合成法 C 点受三个力作用处于平衡状态，如图所示，可得出 F1 与 F2 的合力 F 合方向竖直向 上，大小等于 F，由三角函数关系可得出 F 合＝F1sin 30°＝F＝mPg F2＝F1cos 30°
[巧指导] 本题属于动态平衡问题，可采用解析法或是图解法． 解析：方法一：解析法 对球进行受力分析，如图甲所示，小球受重力 G、墙面对小球的压力 N1、木板对小 球的支持力 N′2 而处于平衡状态．则有 tan θ＝GN′1 ＝NG1，N1＝taGn θ.
甲
从图示位置开始缓慢地转到水平位置过程中，θ 逐渐增大，tan θ 逐渐增大，故 N1 始 终减小．从图中可以看出，N′2＝siGn θ，从图示位置开始缓慢地转到水平位置，θ 逐渐增 大，sin θ 逐渐增大，故 N′2 始终减小．球对木板的压力 N2 与木板对小球的支持力 N′2 是一对作用力与反作用力，大小相等，故 N2 始终减小．选项 B 正确．
5 共点力的平衡
学习 目标
1.知道平衡状态和共点力 的平衡条件． 2．会用共点力的平衡条件 解决简单的平衡问题.
通过对共点力平衡问题 核心 的分析，进一步提高应用 素养 物理知识解决实际问题
的能力．
精梳理•自主学习固基础
预习点 共点力平衡的条件 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___状态， 我们就说这个物体处于平衡状态． 2．共点力平衡的条件：____合__力__为___0___，即 F 合＝0.
提示：物体 P 处于静止状态，合力为零．
2．哪个物体能够将三根细绳的拉力联系起来？画出它的受力示意图．哪根绳拉力最 大？
提示：绳子结点 C 能够将三根细绳的拉力联系起来，受力示意图如图所示．BC 绳承 受拉力最大．
解析：(解法一)力的合成法 C 点受三个力作用处于平衡状态，如图所示，可得出 F1 与 F2 的合力 F 合方向竖直向 上，大小等于 F，由三角函数关系可得出 F 合＝F1sin 30°＝F＝mPg F2＝F1cos 30°
[巧指导] 本题属于动态平衡问题，可采用解析法或是图解法． 解析：方法一：解析法 对球进行受力分析，如图甲所示，小球受重力 G、墙面对小球的压力 N1、木板对小 球的支持力 N′2 而处于平衡状态．则有 tan θ＝GN′1 ＝NG1，N1＝taGn θ.
甲
从图示位置开始缓慢地转到水平位置过程中，θ 逐渐增大，tan θ 逐渐增大，故 N1 始 终减小．从图中可以看出，N′2＝siGn θ，从图示位置开始缓慢地转到水平位置，θ 逐渐增 大，sin θ 逐渐增大，故 N′2 始终减小．球对木板的压力 N2 与木板对小球的支持力 N′2 是一对作用力与反作用力，大小相等，故 N2 始终减小．选项 B 正确．
人教版(2019)高中物理必修1第3章第5节共点力的平衡
= 12.5N 2 = tan = 7.5N
解得：1 =
cos
F1
F1y
A
F2
B
O
G
F2 x
课后练习
【针对训练3】如图所示是的涂料滚的示意图。用撑竿推着涂料
滚沿着墙壁上下滚动，把涂料均匀地粉刷到墙壁上。撑竿的重
y
量和墙壁的摩擦均不计，而且撑竿足够长。粉刷工人站在离墙
壁某一距离处缓缓上推涂料滚，使撑竿与墙壁间的夹角越来越
F1
F1y
F2
撑杆
O
G
F1x x
课后练习
【针对训练3】如图所示是的涂料滚的示意图。用撑竿推着涂料
滚沿着墙壁上下滚动，把涂料均匀地粉刷到墙壁上。撑竿的重
量和墙壁的摩擦均不计，而且撑竿足够长。粉刷工人站在离墙
F1
壁某一距离处缓缓上推涂料滚，使撑竿与墙壁间的夹角越来越
小。该过程中撑竿对涂料滚的推力为F1，墙壁对涂料滚的弹力为
F合
Ff
FN
平衡条件又是什么呢？
做做
G
请同学们做图分析，寻找三力平衡的条件。
F合
利用平行四边定则作出任意两个力的合力，这个合力
与第三个力等大、反向，转化成二力平衡，三力的合力
F2
F1
为0。
G
新课进行
如果物体受到多个共点力的作用，则可以逐步通过力
的合成，最终转化为两个力的作用。
多力平衡条件：物体受多个力时，任意一个力与其余
向上处于平衡状态。
G
新课进行
共点力平衡条件的验证
共点力平衡
03
的典例精析
。
新课进行
静态平衡
【例题1】某幼儿园要在工地上做一个滑梯。如图
人教版高中物理必修第一册第三章第5节共点力的平衡条件及其应用课件
1、书本第90页，请 用分解法做一下例1 2、导与练大本小本 相应内容
2 2x
习题巩固
例2如图所示，光滑半球形容器固定在水平面上， 0为球心。一质量为m的小滑块，在水平力F的 作用下静止于P点，设滑块所受支持力为FN， OP与水平方向的夹角为。下列关系正确的是 A. F=mg/tanθ B. F=mgtanθ C. FN=mg/tanθ D. FN=mgtanθ
课后作业
三个共点力的平衡条件：F合＝0
在三个共点力作用下的物体，保持平衡的条件是什么？
F合＝0
任意两个力的合力与第三个力等大反向 在共点力作用下
那么N个共点力的平衡条件是什么？
物体平衡的条件 是F合＝0
F合＝0
任意一个力与剩余（N-1)个力的合力等大反向
1．在科学研究中，可以用风力仪直接测 量风力的大小，其原理如图所示。仪器中 一根轻质金属丝悬挂着一个金属球。无风 时，金属丝竖直下垂；当受到沿水平方向 吹来的风时，金属丝偏离竖直方向一个角 度。风力越大，偏角越大。通过传感器， 就可以根据偏角的大小指示出风力。那么 风力大小F跟金属球的质量m、偏角θ有什 么样的关系呢？（重力加速度为g）
（1）静止状态特征v=____0___、a=___0____ （2）匀速直线运动状态特征：v ___≠_0___、a= ____0___
课堂小结
3 共点力的平衡条件
二力平衡 两力等大反向作用在同一条直线上
F合＝0
三力平衡 任意两个力的合力与第三个力等大反向
多力平衡 任意一个力与剩余（N-1)个力的合力等大反向
三、共点力的平衡条件
1、二力平衡 物体在两个共点力的作用下处于平衡状态，其平衡条件是这两
个力的大小相等、方向相反，作用同一条直线上。F合＝0
2 2x
习题巩固
例2如图所示，光滑半球形容器固定在水平面上， 0为球心。一质量为m的小滑块，在水平力F的 作用下静止于P点，设滑块所受支持力为FN， OP与水平方向的夹角为。下列关系正确的是 A. F=mg/tanθ B. F=mgtanθ C. FN=mg/tanθ D. FN=mgtanθ
课后作业
三个共点力的平衡条件：F合＝0
在三个共点力作用下的物体，保持平衡的条件是什么？
F合＝0
任意两个力的合力与第三个力等大反向 在共点力作用下
那么N个共点力的平衡条件是什么？
物体平衡的条件 是F合＝0
F合＝0
任意一个力与剩余（N-1)个力的合力等大反向
1．在科学研究中，可以用风力仪直接测 量风力的大小，其原理如图所示。仪器中 一根轻质金属丝悬挂着一个金属球。无风 时，金属丝竖直下垂；当受到沿水平方向 吹来的风时，金属丝偏离竖直方向一个角 度。风力越大，偏角越大。通过传感器， 就可以根据偏角的大小指示出风力。那么 风力大小F跟金属球的质量m、偏角θ有什 么样的关系呢？（重力加速度为g）
（1）静止状态特征v=____0___、a=___0____ （2）匀速直线运动状态特征：v ___≠_0___、a= ____0___
课堂小结
3 共点力的平衡条件
二力平衡 两力等大反向作用在同一条直线上
F合＝0
三力平衡 任意两个力的合力与第三个力等大反向
多力平衡 任意一个力与剩余（N-1)个力的合力等大反向
三、共点力的平衡条件
1、二力平衡 物体在两个共点力的作用下处于平衡状态，其平衡条件是这两
个力的大小相等、方向相反，作用同一条直线上。F合＝0
人教版高中物理必修1第三章共点力平衡专题 课件(共27张PPT)(优质版)
10
• 训2：如图所示，把球夹在竖直墙AC和木板BC之间，不计 摩擦，球对墙的压力为FN１，球对板的压力为FN2．在将 板BC逐渐放至水平的过程中，下列说法中，正确的是 （）
• A．FN１和FN2 • B．FN１和FN2都减小 • C．FN１增大，FN2 • D．FN１减小，FN2增大
11
训3：如图所示，电灯悬挂于两壁之间，更换水平绳OA使连
26
质量为m的物体置于水平面上，它们之间的 动摩擦因数为 ，若对物体施力F，F与水平 面夹角为a ，使物体在水平面上做匀速直线 运动，求F应为多大？
1-75
27
。2. 一份耕耘，份收获，努力越大，收获越多，奋斗!奋斗!奋斗!3. 让我们将事前的忧虑，换为事前的思考和计划吧！4. 世界上那些最容易的事情中，拖延时间最不费力5. 不管现在有多么艰辛，我们也要做个生活的舞者。6. 奋斗是万物之父。— —陶行知7. 上帝制造人类的时候就把我们制造成不完美的人，我们一辈子努力的过程就是使自己变得更加完美的过程，我们的一切美德都来自于克服自身缺点的奋斗。8. 不要被任何人打乱自己的脚步，因为没有谁会像你一样清楚 和在乎自己的梦想。9. 时间不在于你拥有多少，只在于你怎样使用10. 水只有碰到石头才能碰出浪花。11. 嘲讽是一种力量，消极的力量。赞扬也是一种力量，但却是积极的力量。12. 在我们成长的路上也会遇到一些挫折，一些困 难，那韩智华就是我们的榜样，永不认输，因为我知道挫折过后是一片晴朗的天空，瞧，成功就在挫折背后向我们招手，成功就是在努力的路上，“成功就在努力的路上”！让我们记住这句话，向美好的明天走去。13. 销售世界上 第一号的产品——不是汽车，而是自己。在你成功地把自己推销给别人之前，你必须百分之百的把自己推销给自己。14. 不要匆忙的走过一天又一天，以至于忘记自己从哪里来，要到哪里去。生命不是一场速度赛跑，她不是以数量 而是以质量来计算，知道你停止努力的那一刻，什么也没有真正结束。15. 也许终点只有绝望和失败，但这绝不是停止前行的理由。16. 有事者，事竟成；破釜沉舟，百二秦关终归楚；苦心人，天不负；卧薪尝胆，三千越甲可吞吴。 17. 我颠覆了整个世界。只为了摆正你的倒影18. 好的想法是十分钱一打，真正无价的是能够实现这些想法的人。19. 伤痕是士兵一生的荣耀。20. 只有一条路不能选择——那就是放弃的路；只有一条路不能拒绝——那就是成长的路。 21. 多对自己说“我能行，我一定可以”，只有这样才不会被“不可能”束缚，才能不断超越自我。22. 人生本来就充满未知，一切被安排好反而无味——坚信朝着目标，一步一步地奋斗，就会迈向美好的未来。23. 回避现实的人， 未来将更不理想。24. 空想会想出很多绝妙的主意，但却办不成任何事情。25. 无论什么思想，都不是靠它本身去征服人心，而是靠它的力量；不论靠思想的内容，而是靠那些在历史上某些时期放射出来的生命的光辉。——罗曼·罗 兰《约翰·克利斯朵夫》26. 上帝助自助者。27. 你的爸妈正在为你奋斗，这就是你要努力的理由。28. 有很多人都说：平平淡淡就福，没有努力去拼博，又如何将你的人生保持平淡?又何来幸福?29. 当事情已经发生，不要抱怨，不 要沮丧，笑一笑吧，一切都会过去的。30. 外在压力增加时，就应增强内在的动力。31. 我们每个人都应微笑面对人生，没有了怨言，也就不会有哀愁。一个人有了希望，就会对生活充满信心，只要你用美好的心灵看世界，总是以 乐观的精神面对人生。32. 勇敢的人。——托尔斯泰《袭击》33. 昨天下了雨，今天刮了风，明天太阳就出来了。34. 是的，成功不在于结果，更重要的是过程，只要你努力过，拼搏过，也许结果不一定是最好的那也走过了精彩的过 程，至少，你不会为此而后悔。35. 每一天的努力，以后只有美好的未来。每一天的坚持，换来的是明天的辉煌。36. 青年最要紧的精神，是要与命运奋斗。——恽代英37. 高峰只对攀登它而不是仰望它的人来说才有真正意义。38. 志不可立无可成之事。如无舵之舟，无衔之马，飘荡奔逸，何所底乎？--王守仁39. 拿望远镜看别人，拿放大镜看自己。40. 顽强的毅力可以征服世界上任何一座高峰。——狄更斯41. 士人第一要有志，第二要有识，第三要有恒。— —曾国42. 在我们能掌控和拼搏的时间里，去提升我们生命的质量。43. 我们不是等待未来，我们是创造未来，加油，努力奋斗。44. 人生如画，一笔一足迹，一步一脚印，有的绚丽辉煌，有的却平淡无奇。45. 脚跟立定以后，你必 须拿你的力量和技能，自己奋斗。——萧伯纳46. 一个能从别人的观念来看事情，能了解别人心灵活动的人，永远不必为自己的前途担心。
• 训2：如图所示，把球夹在竖直墙AC和木板BC之间，不计 摩擦，球对墙的压力为FN１，球对板的压力为FN2．在将 板BC逐渐放至水平的过程中，下列说法中，正确的是 （）
• A．FN１和FN2 • B．FN１和FN2都减小 • C．FN１增大，FN2 • D．FN１减小，FN2增大
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训3：如图所示，电灯悬挂于两壁之间，更换水平绳OA使连
26
质量为m的物体置于水平面上，它们之间的 动摩擦因数为 ，若对物体施力F，F与水平 面夹角为a ，使物体在水平面上做匀速直线 运动，求F应为多大？
1-75
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。2. 一份耕耘，份收获，努力越大，收获越多，奋斗!奋斗!奋斗!3. 让我们将事前的忧虑，换为事前的思考和计划吧！4. 世界上那些最容易的事情中，拖延时间最不费力5. 不管现在有多么艰辛，我们也要做个生活的舞者。6. 奋斗是万物之父。— —陶行知7. 上帝制造人类的时候就把我们制造成不完美的人，我们一辈子努力的过程就是使自己变得更加完美的过程，我们的一切美德都来自于克服自身缺点的奋斗。8. 不要被任何人打乱自己的脚步，因为没有谁会像你一样清楚 和在乎自己的梦想。9. 时间不在于你拥有多少，只在于你怎样使用10. 水只有碰到石头才能碰出浪花。11. 嘲讽是一种力量，消极的力量。赞扬也是一种力量，但却是积极的力量。12. 在我们成长的路上也会遇到一些挫折，一些困 难，那韩智华就是我们的榜样，永不认输，因为我知道挫折过后是一片晴朗的天空，瞧，成功就在挫折背后向我们招手，成功就是在努力的路上，“成功就在努力的路上”！让我们记住这句话，向美好的明天走去。13. 销售世界上 第一号的产品——不是汽车，而是自己。在你成功地把自己推销给别人之前，你必须百分之百的把自己推销给自己。14. 不要匆忙的走过一天又一天，以至于忘记自己从哪里来，要到哪里去。生命不是一场速度赛跑，她不是以数量 而是以质量来计算，知道你停止努力的那一刻，什么也没有真正结束。15. 也许终点只有绝望和失败，但这绝不是停止前行的理由。16. 有事者，事竟成；破釜沉舟，百二秦关终归楚；苦心人，天不负；卧薪尝胆，三千越甲可吞吴。 17. 我颠覆了整个世界。只为了摆正你的倒影18. 好的想法是十分钱一打，真正无价的是能够实现这些想法的人。19. 伤痕是士兵一生的荣耀。20. 只有一条路不能选择——那就是放弃的路；只有一条路不能拒绝——那就是成长的路。 21. 多对自己说“我能行，我一定可以”，只有这样才不会被“不可能”束缚，才能不断超越自我。22. 人生本来就充满未知，一切被安排好反而无味——坚信朝着目标，一步一步地奋斗，就会迈向美好的未来。23. 回避现实的人， 未来将更不理想。24. 空想会想出很多绝妙的主意，但却办不成任何事情。25. 无论什么思想，都不是靠它本身去征服人心，而是靠它的力量；不论靠思想的内容，而是靠那些在历史上某些时期放射出来的生命的光辉。——罗曼·罗 兰《约翰·克利斯朵夫》26. 上帝助自助者。27. 你的爸妈正在为你奋斗，这就是你要努力的理由。28. 有很多人都说：平平淡淡就福，没有努力去拼博，又如何将你的人生保持平淡?又何来幸福?29. 当事情已经发生，不要抱怨，不 要沮丧，笑一笑吧，一切都会过去的。30. 外在压力增加时，就应增强内在的动力。31. 我们每个人都应微笑面对人生，没有了怨言，也就不会有哀愁。一个人有了希望，就会对生活充满信心，只要你用美好的心灵看世界，总是以 乐观的精神面对人生。32. 勇敢的人。——托尔斯泰《袭击》33. 昨天下了雨，今天刮了风，明天太阳就出来了。34. 是的，成功不在于结果，更重要的是过程，只要你努力过，拼搏过，也许结果不一定是最好的那也走过了精彩的过 程，至少，你不会为此而后悔。35. 每一天的努力，以后只有美好的未来。每一天的坚持，换来的是明天的辉煌。36. 青年最要紧的精神，是要与命运奋斗。——恽代英37. 高峰只对攀登它而不是仰望它的人来说才有真正意义。38. 志不可立无可成之事。如无舵之舟，无衔之马，飘荡奔逸，何所底乎？--王守仁39. 拿望远镜看别人，拿放大镜看自己。40. 顽强的毅力可以征服世界上任何一座高峰。——狄更斯41. 士人第一要有志，第二要有识，第三要有恒。— —曾国42. 在我们能掌控和拼搏的时间里，去提升我们生命的质量。43. 我们不是等待未来，我们是创造未来，加油，努力奋斗。44. 人生如画，一笔一足迹，一步一脚印，有的绚丽辉煌，有的却平淡无奇。45. 脚跟立定以后，你必 须拿你的力量和技能，自己奋斗。——萧伯纳46. 一个能从别人的观念来看事情，能了解别人心灵活动的人，永远不必为自己的前途担心。
高中物理人教版必修第一册 3.5 共点力的平衡(共36张PPT)
（3）支持力的大小和方向如何？ （支持力的大小与重力大小相等，等于19.6牛顿，
方向竖直向上。）
结论：两个力大小相等，方向相反，作用在同一 直线上，物体处于平衡状态。（二力平衡）
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共点力作用下物体的平衡
▪ 1.平衡状态
▪ 物体处于静止或保持匀速直线 运动的状态.
▪ 2共点力的平衡
▪ 物体如果受到共点力的作用且 处于平衡状态.
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▪ 是不是物体只有在不受力的时 候才保持静止或匀速直线运动 呢?
N
N
N2
N1
f静
F
G
G
G
N
N
F
f
V
F
f
●
G
G
G
结论
▪ 可见平衡是普遍的,并非物体只有在不 受力的时候才保持静止或匀速直线运 动状态,物体在共点力作用下也能处平 衡.
▪ 那么,什么才是共点力的平衡呢?共点 力的平衡需要哪些条件呢?怎样应用共 点力的平衡来解有关的物理问题呢?
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2.常见的几种平衡
二力平衡
物理人教版(2019)必修第一册3.5共点力的平衡(共27张ppt)
合力都等于0，可列方程：
F2 － F1x ＝0
F1y － F3 ＝0
即 F2 － F1sinθ＝0 （1）
y
F1y
F1
x
F1x
F1cosθ－G ＝0 （2）
由（1）（2）式解得 F1＝G/cosθ，F2＝Gtanθ。
即绳AO和绳BO所受的拉力大小分别为Gcosθ和G tanθ。
F2
F3
动态平衡问题
C．200 N
D．200 3 N
当堂检测
4.如图悬吊重物的细绳，其 O 点被一水平绳BO牵引，使悬绳AO段和竖直方向成θ
角。若悬吊物所受的重力为G，则悬绳AO和水平绳BO所受的拉力各等于多少？
当堂检测
正交分解法：如图，以O为原点建立直角坐标系。F2方向为x轴正方向，向上
为y轴正方向。F1在两坐标轴方向的分矢量分别为F1x 和F1y 。因x、y两方向的
球所受的重力等大反向，由平行四边形定则
可得F＝mgtan θ。
解法二：分解法
重力有两个作用效果：使金属球抵抗风的
吹力和使金属丝拉紧，可以将金属球所受的重
力沿水平方向和金属丝的方向进行分解，如图
所示，由几何关系可得F＝F′＝mgtan θ。
解法三：正交分解法
以金属球为坐标原点，取水平方向为x轴，竖直方向为
第三章 相互作用——力
第5节 共点力的平衡
学习目标
1.理解共点力和共点力平衡的概念,知道共点力作用下物体平衡
的条件。
2.会用共点力平衡条件解决有关力的平衡问题,会用正交分解法
解决相关问题。
共点力平衡的条件
平衡状态定义：物体保持静止或匀速直线运动的状态称为
平衡状态。
桌上的书、苹果能保持
F2 － F1x ＝0
F1y － F3 ＝0
即 F2 － F1sinθ＝0 （1）
y
F1y
F1
x
F1x
F1cosθ－G ＝0 （2）
由（1）（2）式解得 F1＝G/cosθ，F2＝Gtanθ。
即绳AO和绳BO所受的拉力大小分别为Gcosθ和G tanθ。
F2
F3
动态平衡问题
C．200 N
D．200 3 N
当堂检测
4.如图悬吊重物的细绳，其 O 点被一水平绳BO牵引，使悬绳AO段和竖直方向成θ
角。若悬吊物所受的重力为G，则悬绳AO和水平绳BO所受的拉力各等于多少？
当堂检测
正交分解法：如图，以O为原点建立直角坐标系。F2方向为x轴正方向，向上
为y轴正方向。F1在两坐标轴方向的分矢量分别为F1x 和F1y 。因x、y两方向的
球所受的重力等大反向，由平行四边形定则
可得F＝mgtan θ。
解法二：分解法
重力有两个作用效果：使金属球抵抗风的
吹力和使金属丝拉紧，可以将金属球所受的重
力沿水平方向和金属丝的方向进行分解，如图
所示，由几何关系可得F＝F′＝mgtan θ。
解法三：正交分解法
以金属球为坐标原点，取水平方向为x轴，竖直方向为
第三章 相互作用——力
第5节 共点力的平衡
学习目标
1.理解共点力和共点力平衡的概念,知道共点力作用下物体平衡
的条件。
2.会用共点力平衡条件解决有关力的平衡问题,会用正交分解法
解决相关问题。
共点力平衡的条件
平衡状态定义：物体保持静止或匀速直线运动的状态称为
平衡状态。
桌上的书、苹果能保持
人教版2019高中物理必修一3.5共点力的平衡 课件(共51张PPT)
二、动态平衡的处理方法（解析式法）
(多选)如图所示，质量分别为m、M的甲、乙两个物体系在一根通过轻质光滑定 滑轮的轻绳两端，甲放在水平地板上，乙被悬在空中，若将甲沿水平地板向左缓 慢移动少许后，甲仍静止，则 A.绳中张力变小 B.甲对地面的压力变大 C.绳子对滑轮的力变大 D.甲所受的静摩擦力变大
三、典例解析
【例题2】生活中常用一根水平绳拉着悬吊 重物的绳索来改变或固定悬吊物的位置。 如图悬吊重物的细绳，其O点被一水平绳 BO牵引，使悬绳AO段和竖直方向成θ角， 若悬吊物所受的重力为G，则悬绳AO和水 平绳BO所受的拉力各等于多少？
三、典例解析
方法1：合成法 解析：F4为F1和F2的合力， 则F4与F3平衡，
2.分析步骤
①分析物体的受力及特点；
②利用平行四边形定则，作三力 矢量三边形； ③根据矢量三角形和几何三角形 相似作定性分析；
二、动态平衡的处理方法（拉密定理法---正弦定理）
【例3】如图所示，两根轻绳一端系于结点O，另一端分别系于固定圆环上的A、B两点，O为圆 心。O点下面悬挂一物体M，绳OA水平,拉力大小为F1，绳OB与绳OA成120°，拉力大小为 F2．将两绳同时缓慢顺时针转过75°，并保持两绳之间的夹角始终不变，物体始终保持静止状 态．则在旋转过程中，下列说法正确的是（ ）
我们可以根据平行四边形定则，求任意两个力的合力为一个力，最终把 三力平衡问题转化为二力平衡问题。即三力的合力为0。
思考与讨论
如果物体受到三个以上的力作用， 你认为受共点力作用的物体，在什么 条件下才能保持平衡呢？
我们可以根据平行四边形定则，任意一个力与其余各力的合力大小 相等、方向相反、作用在同一条直线上，最终把多力平衡问题转化为二 力平衡问题。即物体所受的合力为0。
人教版高中物理必修1精品课件 第3章 相互作用——力 5.共点力的平衡
0
。
y 轴上的合力:Fy=1 + 2 + 3 +…=
0
。
情境链接 有一些旅客斜向上拉着行李箱走,有一些旅客斜向下推着行李箱
走。请判断拉着行李箱走省力还是推着行李箱走省力,并说明理由。
提示 拉着行李箱走省力。
拉着行李箱走时,行李箱受力如图甲所示,根据平衡条件有Fcos α=Ff,
个力等大反向,这样就可以利用解三角形的知识,确定绳的
拉力大小。
方法二:正交分解法。因为挂牌所受三个共点力的合力为零,所以将各力沿
两个互相垂直的方向正交分解后,有Fx=0,Fy=0,由方程即可确定绳的拉力
大小。
知识归纳
1.处理静态平衡问题的常用方法
方法
合成法
内容
物体受三个共点力的作用而平衡,则任意两个力的合力一定与第
(2)应用正交分解法时,常按以下方法建立坐标轴。
①研究水平面上的物体时,通常沿水平方向和竖直方向建立坐标轴。
②研究斜面上的物体时,通常沿斜面方向和垂直斜面方向建立坐标轴。
③研究物体在杆(或绳)的作用下转动时,通常沿杆(或绳)方向和垂直杆(或
绳)的方向建立坐标轴。
对点演练
2.(2023山西朔州联考)如图所示,轻杆一端与竖直墙上的铰链连接,另一端
(1)挂牌受几个力作用?这些力是共点力吗?
(2)怎样确定两侧绳的拉力大小?说说你的想法。
要点提示 (1)如图所示,挂牌受重力、两侧绳的拉力,共三
个力作用,这三个力的作用线相交于一点,是共点力;
(2)方法一:利用合成法。根据共点力平衡的条件可知,挂牌
所受三个共点力的合力为零,即任意两个力的合力与第三
(2)物体受共点力作用处于平衡状态,各力一定作用于物体的同一点。(×)
新人教版高一物理必修一第三章第五节3.5共点力的平衡(共19张PPT)
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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。 根据每幅图中各个力作 用线的关系，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？
解：沿平行和垂直于斜面两个
FN
方向建立直角坐标系。把重力G
沿两坐标轴方向分解为F1和F2， 这样的分解称为正交分解
F1
x
A
G
设斜面倾角为θ，由于F2垂直于AB、 F1垂 直于AC，故F2和F1的夹角也等于θ。 用l、 b和h 分别表示AB、AC和BC的长度。
根据共点力平衡的条件和直角三角形中三角
函数关系可知：
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第三章 相互作用—力
第四节 力的合成和分解
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共点力作用下的静态平衡问题
2．正交分解法 物体受多个力作用时，可用正交分解法求解．
建立直角坐标系xOy，将所受的力都分解到x轴与y轴上，则平衡条件可写为： Fx合＝0，Fy合＝0，即x、y方向上的合力分别为零．
解题的基本思路： ①先分析物体的受力情况； ②再建立直角坐标系； ③然后把不在坐标轴上的力进行分解；
④最后根据力的平衡条件Fx＝0，Fy＝0列方程，求解未知量．
共点力作用下的静态平衡问题
例2.如图所示，水平横梁一端B 插在墙壁内，另一端装有光滑轻小滑轮C，一 轻绳一端A固定于墙壁上，另一端跨过滑轮后悬挂一质量为M=10kg的重物，
∠ACB=30°，则滑轮受到绳子作用力大小为( )
A．50N
B． 50 3N
共点力平衡的条件
F2
F1
两个共点力：等大、反向，则合力F=0
F1
F3
F12
三个共点力：若F1、F2的合力与F3等大、反向，
那么物体相对于受到两个共点力，则合力F=0
F2
F1
多个共点力：若F1、F2、F3、F4的合力与F5等大、反
F5
F3 向，那么物体相对于受到两个共点力，则合力F=0
F2
F4
共点力平衡条件是合力F=0
C．100N
D．100 3N
共点力作用下的静态平衡问题
【答案】C
【解析】滑轮受到绳子作用力大小等于AC和CD两段轻绳的弹力的合力。同一 根轻绳中的弹力大小相等，即TAC= TCD=mg =100N，因为AC和CD两段轻绳 成角120°，根据平行四边形定则，滑轮受到绳子作用力大小F=TAC= TCD=100N，选项C正确。
共点力作用下的动态平衡问题
例3.如图所示，电灯悬于两壁之间，保持O点及OB绳的位置不变，而将绳端A
点向上移动，则( )
B
A
O
A．绳OA所受的拉力一定逐渐增大 B．绳OA所受的拉力一定逐渐减小 C．绳OA所受拉力先增大后减小 D．绳OA所受的拉力先减小后增大
共点力作用下的动态平衡问题
【答案】D 【解析】以结点O为研究对象，O点受力平衡.
3.5 共点力平衡
第三章 相互作用—力
力的正交分解
定义：把一个已知力沿着两个互相垂直的方向进行分解
Fy Fx
两个方向必须相互垂直，但不一定必须水平竖直
力的正交分解
正交分解求合力步骤：
Fy Fx
①建立xOy直角坐标系
②分别向坐标轴做垂线
③利用三角函数求出Fx、Fy ④最后求Fx和Fy的合力F
力的正交分解
共点力作用下的静态平衡问题
针对训练 如图所示，内壁光滑的半球形容器静止在粗糙水平面上.将一劲度系
数为k的轻弹簧一端固定在半球形容器底部O′处(O为球心)，弹簧另一端与质 量为m的小球相连，小球静止于P点。已知容器半径为R、OP与水平方向的夹
角为θ＝30°。下列说法正确的是( )
A．轻弹簧对小球的作用力大小为 3ห้องสมุดไป่ตู้mg
2
B．半球形容器相对于水平面有向左的运动趋势
C．半球形容器对小球的弹力和弹簧对小球的作用力的合力竖直向上 D．弹簧原长为 R mg
k
共点力作用下的静态平衡问题
共点力作用下的动态平衡问题
1.动态平衡问题：通过控制某一物理量，使物体的状态发生缓慢变化的平衡问 题，从宏观上看，物体是运动变化的，但从微观上理解是平衡的，即任一时 刻物体均处于平衡状态。 2.图解法：对研究对象进行受力分析，再根据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 断各力的变化情况。
FF2y 151F5N22cos(305 315)2 3NN
FFy3两1个105分力33的NN大- 小20为：3 N
F3xF53s3in3N0 20 N
F3y F3cos30 20 3 N
平衡状态
平衡状态：物体受到几个力的作用时，保持静止 或匀速直线运动状态
随传送带一起匀速运动的木块
静止在桌子上的木块
共点力作用下的静态平衡问题
1．矢量三角形法 一个物体受三个力作用而平衡时，则其中任意两个力的合力与第三个力大小相 等、方向相反，且这三个力首尾相接构成封闭三角形．可以通过解三角形求解 相应力的大小和方向．
解题基本思路： ①分析物体的受力情况； ②作出力的平行四边形(或力的矢量三角形)； ③根据三角函数的边角关系或勾股定理或相似三角形的性质等求解相应力 的大小和方向．
例1、三个共点力F1=20 N、F2=30 N、F3＝40 N，它们相互间的
夹角为120o，求它们的合力.
y F2y 120o
F1=20 N 120o 120o
F3y
F2=30 N F2x
F3x x
F3=40 N
两三F个2个两方力个向分合的力力合的的力大大的小大小为小为：为：：
FFx 2x 20FN2sin1350N 1250NN
共点力作用下的动态平衡问题
【答案】D 【解析】若把三角形劈向右移动少许，则由于球的重力大小方向不变，斜面对 球的支持力的方向以及墙壁对球的弹力方向都不变，故小球对墙的压力及对斜 劈的压力均不变；同理斜劈受的各个力的大小和方向也不变，故地面对三角形 劈的摩擦力不变，选项D正确。
由图可知，将绳端A点向上移动时，绳子OB上的拉力逐渐减小，OA上 的拉力先减小后增大，故D正确．
共点力作用下的动态平衡问题
针对训练 如图所示，在粗糙水平地面上放一三角形劈， 三角形劈与光滑竖直 墙之间放一光滑圆球，整个装置处于静止状态，若把三角形劈向右移动少许 后，它们仍处于静止状态，则( )
A．球对墙的压力增大 B．球对墙的压力减小 C．球对三角形劈的压力增大 D．地面对三角形劈的摩擦力不变
(2)分析方向变化的力在哪个空间内变化，借助力的矢量三角形，利用图解法判断两个变力大小、 方向的变化．
(3)注意：由图解可知，当大小、方向都可变的分力(设为F1)与方向不变、大小可变的分力垂直 时，F1有最小值．
解答此类“动态型”问题时，一定要认清哪些因素保持不变，哪些因素是改变的，这是解答 动态问题的关键
3.图解法分析动态平衡问题，往往涉及三个力，其中一个力为恒力，另一个力 方向不变，但大小发生变化，第三个力则随外界条件的变化而变化，包括大小 和方向都变化。
共点力作用下的动态平衡问题
4.图解法的一般步骤
(1)首先画出力的分解图．在合力、两分力构成的三角形中，一个是恒力，大小、方向均不变； 另两个是变力，其中一个是方向不变的力，另一个是大小、方向均改变的力．