【精编版】《共点力作用下物体的平衡》(新人教版必修1)
3-5共点力作用下物体的平衡 课件-高一上学期物理人教版(2019)必修第一册
问题5 木箱重600N，放在水平地面上，一个人用大小为200N 与水平方向成30°向上的力拉木箱，木箱沿地平面匀速运动， 求木箱与地面之间的动摩擦因数。
小铁环所受的这三个共点力的合力为零。
若用多个测力计拉住小铁环，重做前面的实验，当使铁环 平衡时，各测力计的力F1、F2……应当满足怎样的关系？
讨论与交流：斜面对物体的作用力的大小和方向是怎样的？
N
f
问题1：
G
N
f
问题1：
G
N
f
问题1：
G
推论1：如果物体受到三个共点力的作用而平衡，则其中
任意两个力的合力与第三个力等大反向。
物体处于平衡状态，你能说出它们各自受到哪些力的作用吗？你认为 这些力应当满足怎样的条件？
A
B
O
实验探究：小铁环在三个共点力作用下的平衡条件
实验操作建议： 1.使用测力计前应调零。 2.测力计面板应与木板面平行， 保证三力在同一平面内。 3.记下三个测力计的读数F1、F2、F3的大小方向。 4.定标度，作出这三个力的图示。
第5节 共点力作用下物体的平衡
蜀国有仙山，仙山有飞来
飞来的山峰，年龄高达2亿岁，被它压住的地层才1亿年左右
远古巨石
在生活中，平衡无处不在。室内摆放的各种物品、雄伟的建筑、 表演着平衡动作的杂技演员和体操运动员、大自然中耸立的山峰，乃 至著名的比萨斜塔……它们都保持着静止。静止是平衡的一种表现。
如果一个物体受到三个力的作用而处于平衡状态，则这三个
力首尾顺次相连，将构成一个闭合的矢量三角形。
高一物理必修1 共点力作用下物体的平衡
教学过程（3）当物体受到三个以上力的作用时：
其中任意（n-1）个力的合力与第n个力大
小相等、方向相反。
（简化为二力平衡）
练习：用绳子将鸟笼挂在一根横梁
上，
如图所示，若鸟笼重为20N求绳子
OA、OB的拉力各多少。
解：以结点O为研究对象，其受力如图：
根据共点力作用下物体的平衡条件有
F合=F=G，所以：
教师：
和学
生一起
分析各
种情况
下共点
力平衡
条件的
理解，强
调：无论
受多少
力，最后
都是简
化为二
力平衡
的问题。
教师：
示范平
衡问题
的求解
方法。
学生：
在教师
提供的
方法的
基础上，
还可以
利用分
解法和
正交分
解法，进
行求解。
00
1
3
F=Fcos30=Gcos30=20×N17.3N
2
sin30
2
1
F =Fsin30=G=20×N=10N
2。
人教版高中物理第一册共点力作用下物体的平衡
共点力作用下物体的平衡【考点透视】一、考纲指要1．理解共点力作用下物体的平衡条件。
（Ⅱ）2．熟练应用正交分解法、图解法、合成与分解法等常用方法解决平衡类问题。
（Ⅱ）二、命题落点1．应用正交分解法解决平衡类问题。
如例1。
2．应用图解法解决动态平衡类问题。
如例2。
3．相似三角形法解决动态平衡类问题。
如例3。
4．整体法与隔离法的应用。
如例4。
【典例精析】例1：（2004年 广东）用三根轻绳将质量为m 的物块悬挂在空中，如图1－3－1所示.已知ac 和bc 与竖直方向的夹角分别为30°和60°，则ac 绳和bc 绳中的拉力分别为（ ）A．1,22mg mg B．1,22mg C．1,2mg D．12mg解析 设ac 拉力为F1，bc 拉力为F2，则有水平方向：F1sin30°= F2 sin60°竖直方向：F1cos30°+ F2 cos60°=mg由以上两式可得F1=m g 23，F2=mg 21，故C 选项正确。
答案：C例2：重为G 的光滑小球静止在固定斜面和竖直挡板之间。
如图1－3－2所示。
若挡板逆时针缓慢转到水平位置，在该过程中，斜面和挡板对小球的弹力的大小F1、F2各如何变化？解：由于挡板是缓慢转动的，可以认为每个时刻小球都处于静止状态，因此所受合力为零。
应用三角形定则，G 、F1、F2三个矢量应组成封闭三角形，其中G 的大小、方向始终保持不变；F1的方向不变；F2的起点在G 的终点处，而终点必须在F1所在图1－3－1图1－3－2 G F 2F 1图1－3－3图1－3－7 的直线上，由图1－3－3可知，挡板逆时针转动90°的过程中，F2矢量也逆时针转动90°，因此F1逐渐变小，F2先变小后变大。
（当F2⊥F1，即挡板与斜面垂直时，F2最小）答案：F1逐渐变小，F2先变小后变大。
例3：如图1－3－4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。
_新教材高中物理第三章相互作用共点力作用下物体的平衡学案教科版必修第一册
6.共点力作用下物体的平衡必备知识·自主学习——突出基础性素养夯基一、共点力作用下物体的平衡状态与平衡条件1．如果物体保持静止或________运动状态，我们就说，这个物体处于平衡状态．2．要使物体保持________状态，作用在物体上的力必须满足一定的条件，这个条件叫作平衡条件．3．在共点力作用下物体的平衡条件是：物体受到的合力为________．如果用F合表示合力，那么这个平衡条件可以写成F合＝0.二、平衡条件的应用当物体受到多个共点力(在同一平面内)的作用时，也可用________的方法，将各个力沿选定的直角坐标分解，如果沿x轴方向的合力为零，沿着y轴方向的合力也为零，则物体处于平衡状态．平衡条件可写成{Fx合=0Fy合=0这种分解方法，在解决多个共点力问题时经常会用到．[举例] 共点力的平衡书、小球均处于平衡状态[导学] 静止状态与速度为0不是一回事．物体保持静止状态，说明v＝0、a＝0两者同时成立．若仅是v＝0，而a≠0，物体处于非平衡状态．如上抛到最高点的物体，此时v ＝0，但由于重力的作用，它的加速度a＝g，方向竖直向下，物体不可能停在空中，它会向下运动，所以物体并不能处于平衡状态．关键能力·合作探究——突出综合性素养形成探究点一共点力作用下物体的平衡条件及应用1．平衡状态2.平衡条件(1)F合＝0，物体所受到的合外力为零．(2){Fx合=0Fy合=0，其中F x合和F y合分别是将力进行正交分解后，物体在x轴和y轴上所受的合力．3．由平衡条件得出的三个结论【典例示范】题型1 对共点力平衡条件的理解例1物体在共点力作用下，下列说法中正确的是( )A．物体的速度在某一时刻等于零，物体就一定处于平衡状态B．物体相对另一物体保持静止时，物体一定处于平衡状态C．物体处于平衡状态，所受合力一定为零D．物体处于平衡状态时，物体一定做匀速直线运动题型2 共点力平衡条件的应用例2 (一题多解)如图所示，质量为m的小球置于倾角为30°的光滑斜面上，劲度系数为k的轻质弹簧，一端系在小球上，另一端固定在墙上的P点，小球静止时，弹簧与竖直方向的夹角为30°，则弹簧的伸长量为( )A．mgk B．√3mg2kC．√3mg3kD．√3mgk【思维方法】物体平衡问题的解题“五步骤”素养训练1 下列图中，能表示物体处于平衡状态的是( )素养训练2 江阴长江大桥主跨1385m，桥下通航高度为50m，两岸的桥塔高196m，桥的东西两侧各有一根主缆横跨长江南北两岸，绕过桥塔顶鞍座由南北锚锭固定，简化模型的剖面图如图所示，整个桥面共4.8×104t都悬在这两根主缆上．若地面及桥塔对桥面的支持力不计，g取10m/s2，则每根主缆承受的拉力约为( )A．2.4×108N B．6×108NC．1.2×109N D．2.4×109N探究点二物体的动态平衡问题【导学探究】如图所示，物块A静止在一个倾角θ可变的斜面上，向右拉物块B时，倾角θ就会减小．(1)如图，慢慢地减小斜面的倾角θ，相对斜面静止的物块A能看成处于平衡状态吗？(2)物块A受到哪几个力的作用？方向各指向哪里？(3)物块A受到的重力G不变，受到的其他力用公式如何表示？你能判断出在物块A随斜面缓慢转动过程中，它们的大小如何变化吗？【归纳总结】1.动态平衡是指通过控制某些物理量使物体的状态发生缓慢变化．在这个过程中物体始终处于一系列平衡状态中．2．动态平衡特征一般为三个力作用，其中一个力的大小和方向均不变化(一般是重力)，另两力大小，方向均变化，或一个力的大小变化而方向不变，另一个力的大小和方向均变化．3．解决动态平衡问题的常用方法【典例示范】题型1 运用解析法解决动态平衡问题例3如图所示，物块在水平推力F的作用下沿光滑半圆曲面从B点缓慢移动到C点，曲)面对物块的支持力为N，下列说法正确的是(B．F逐渐增大，N逐渐减小C．F逐渐减小，N大小保持不变D．F逐渐减小，N先增大后减小题型2 运用图解法解决动态平衡问题例4如图所示，在一个半圆环上用两根细绳悬挂一个重为G的物体，绳OA、OB等长，O 为半圆环的圆心，设法使OA绳固定不动，将OB绳从竖直位置沿半圆环缓缓移到水平位置OB′，则OA绳与OB绳上的拉力F A、F B的变化情况是( )A.F A、F B都变大B．F A变大，F B变小C．F A变大，F B先变大后变小D．F A变大，F B先变小后变大素养训练3 自卸式运输车是车厢配有自动倾卸装置的汽车，又称为翻斗车、工程车，由汽车底座、液压举升机构、取力装置和货厢组成．如图所示，在车厢由水平位置缓慢抬起到与水平成53°的过程中，货物和车厢一直保持相对静止，有关货物所受车厢的支持力N 和摩擦力f，下列说法中正确的是( )A．支持力N逐渐增大B．支持力N先减小后不变C．摩擦力f逐渐增大D．摩擦力f先增大后减小素养训练4 如图所示，用竖直挡板将小球夹在挡板和光滑斜面之间，若逆时针缓慢转动挡板，使其由竖直转至水平的过程中，以下说法正确的是( )A．挡板对小球的压力先增大后减小B．挡板对小球的压力先减小后增大C．斜面对小球的支持力先减小后增大D．斜面对小球的支持力先增大后减小随堂演练·自主检测——突出创新性素养达标1.如图所示，木块沿斜面匀速下滑，对木块受力分析，正确的是( )A．木块受重力和斜面对它的支持力B．木块受重力、斜面对它的支持力和摩擦力C．木块受重力、斜面对它的支持力、摩擦力和下滑力D．木块受重力、斜面对它的支持力、摩擦力、下滑力和压力2.屋檐下重为G的风铃被水平风力吹起，在偏离竖直方向θ角的位置保持静止，设风力为F，系风铃的轻绳对风铃的拉力为T，若F恒定，则下列说法正确的是( )A．T和G是一对平衡力B．T一定小于FC．T与F合力方向竖直向下D．轻绳所受拉力的大小为Gcosθ3.质量为m的物体用轻绳AB悬挂于天花板上．用水平向左的力F缓慢拉动绳的中点O，如图所示．用T表示绳OA段拉力的大小，在O点向左移动的过程中( )A．F逐渐变大，T逐渐变大B．F逐渐变大，T逐渐变小C．F逐渐变小，T逐渐变大D．F逐渐变小，T逐渐变小4.如图所示为某城市雕塑的一部分．将光滑的球放置在竖直的高档板AB与竖直的矮挡板CD之间，CD与AB挡板的距离小于球的直径．由于长时间作用，CD挡板的C端略向右偏移了少许．则与C端未偏移时相比，下列说法中正确的是( )A．AB挡板的支持力变小，C端的支持力变小B．AB挡板的支持力变小，C端的支持力变大C．AB挡板的支持力变大，C端的支持力变大D．AB挡板的支持力变大，C端的支持力变小5．在我国东北寒冷的冬季，狗拉雪橇是人们出行的常见交通工具，如图所示，一质量为30kg的小孩坐在10.6kg的钢制滑板的雪橇上，狗用与水平方向成37°角斜向上的拉力拉雪橇，雪橇与冰道间的动摩擦因数为0.02，求狗要用多大的力才能够拉雪橇匀速前进．(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g＝10m/s2)6．在动画片《熊出没》中，熊二用一根轻绳绕过树枝将光头强悬挂起来，如图所示，此时轻绳与水平地面的夹角θ＝37°.已知光头强的质量为m＝60kg，熊二的质量为M＝300kg，不计轻绳与树枝间的摩擦．(已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g＝10m/s2)求：(1)轻绳对熊二的拉力的大小；(2)地面对熊二的支持力的大小；(3)熊二对地面的摩擦力的大小和方向．6．共点力作用下物体的平衡必备知识·自主学习一、 1．匀速直线 2．平衡 3．零 二、 正交分解关键能力·合作探究探究点一 【典例示范】例1 解析：处于平衡状态的物体，从运动形式上来看是处于静止或匀速直线运动状态，从受力上来看，物体所受合力为零．某一时刻速度为零的物体，受力不一定为零，故不一定处于平衡状态，选项A 、D 错误；物体相对于另一物体静止时，该物体不一定静止，如当另一物体做变速运动时，该物体也做变速运动，此物体处于非平衡状态，故选项B 错误；由共点力的平衡条件可知选项C 正确．答案：C例2 解析：解法一： 合成法如图甲所示，将弹力F 和斜面对小球的支持力N 直接合成，图中的F ′即为两力的合力． 由几何关系可知，图中α＝120°，β＝30°，由正弦定理可得mg sin 120°＝F sin 30°，而弹力F ＝kx ，联立解得弹簧的伸长量x ＝√3mg 3k.解法二： 正交分解法如图乙所示为小球的受力情况，其中F 为弹簧的弹力，由几何关系可知，弹力F 与斜面之间的夹角为30°.将小球所受的重力mg 和弹力F 分别沿平行于斜面和垂直于斜面的方向进行正交分解，由共点力的平衡条件知，弹力F 沿斜面向上的分力与重力mg 沿斜面向下的分力大小相等，即F cos30°＝mg sin30°，由胡克定律得F ＝kx ，联立解得弹簧的伸长量x ＝√3mg 3k，选项C 正确．答案：C素养训练1 解析：A 图中物体做加速度逐渐减小的变加速运动，所受合力不为零，故不处于平衡状态；B 图中物体做匀减速直线运动，合力不为零，故不处于平衡状态；C 图中物体做匀速直线运动，所受的合力为零，故物体处于平衡状态；D 图中物体受到逐渐减小的合力，故物体不处于平衡状态．答案：C素养训练2 解析：桥的东西两侧各有一根主缆，共有两根主缆．画出桥面的受力图如图所示，根据共点力的平衡条件，两根主缆对桥面的拉力的合力必与重力大小相等，方向相反，即2×2T cos θ＝G由图中几何关系可得 cot θ＝196−501 385/2＝15，cos θ＝15 解得T ＝6×108N ．故选项B 正确．答案：B 探究点二 【导学探究】提示：(1)物块A 随着斜面慢慢转动，转动过程中的每一个状态都可以近似看成是平衡状态．(2)物块A受到竖直向下的重力、垂直斜面向上的支持力和沿斜面向上的静摩擦力作用．(3)物块A近似处于平衡状态，所以重力G和支持力N、静摩擦力f时刻平衡．将重力分解为垂直于斜面和沿斜面的分力，根据平衡条件，N＝G cosθ，f＝G sinθ，因为在这一过程中θ减小，所以支持力变大，静摩擦力变小．【典例示范】例3 解析：画出物块的受力分析图，设物块所在位置与圆心O的连线与竖直方向的夹角为θ，则F ，物块从B点缓慢移动到C点的过程中，随θ角的增大，F增大，N增大，＝G tanθ，N＝Gcosθ故选A.答案：A例4 解析：对结点O受力分析如图所示．结点O始终处于平衡状态，所以OB绳和OA绳上的拉力的合力大小保持不变，方向始终是竖直向上的．由图可得，在OB绳沿半圆环缓缓移动的过程中，OA绳与OB绳之间的夹角逐渐变大，OA绳受到的拉力逐渐变大，OB绳受到的拉力先变小后变大．答案：D素养训练3 解析：对车厢上的货物进行受力分析，如图所示，根据平衡条件，N＝mg cos θ，f＝mg sinθ，当θ增大时，cosθ减小，N减小，sinθ增大，f增大，选项C正确．答案：C素养训练4 解析：小球受力如图所示．挡板对小球的压力N1和斜面对小球的支持力N2的合力与重力G大小相等，方向相反，N2总是垂直斜面，方向不变，由图可知N1方向改变时，其大小只能沿PQ线变动，显然在挡板移动过程中，N1先减小后增大，N2一直减小．答案：B随堂演练·自主检测1．解析：木块沿斜面匀速下滑，受力平衡，受到竖直向下的重力、斜面对它的垂直于斜面向上的支持力和沿斜面向上的摩擦力．答案：B2.解析：以风铃为研究对象受力分析如图所示，根据受力图可知，T与F的合力与重力是一对平衡力，A错误；由图可知，T一定大于F，B错误；T与F的合力与重力是一对平衡力，，D正方向竖直向上，C错误；根据图中几何关系可得轻绳所受拉力的大小为T′＝T＝Gcosθ确．答案：D3.解析：以O点为研究对象，受力如图所示，当用水平向左的力缓慢拉动O点时，则绳OA与竖直方向的夹角变大，由共点力的平衡条件知F逐渐变大，T逐渐变大，选项A正确．答案：A4.解析：对球受力分析，由图可知，F1＝G tanθ，F2＝G，当CD挡板的C端略向右偏移cosθ少许时，θ变大，则F1和F2均变大，故选C.答案：C5．解析：对小孩和雪橇整体受力分析，如图所示，雪橇匀速运动时有竖直方向：(M＋m)g＝N＋F sin37°①水平方向：F cos37°＝f②又f＝μN③由①②③得：狗拉雪橇匀速前进要用力为F＝μ(M+m)g＝10Ncos37°+μsin37°答案：10N6．解析：(1)以光头强为研究对象进行受力分析，得拉力T＝mg＝600N.(2)以熊二为研究对象受力分析，根据竖直方向受力平衡可知N＋T sinθ＝Mg，代入数据得支持力N＝2640N.(3)对熊二，根据水平方向受力平衡可知f＝T cosθ，代入数据得f＝480N.由牛顿第三定律可知，熊二对地面的摩擦力的大小f′＝f＝480N，方向水平向左．答案：(1)600N (2)2640N (3)480N 方向水平向左。
高中物理共点力作用下物体的平衡人教版第一册
共点力作用下物体的平衡一、教学目标1、知道共点力作用下物体平衡状态的概念；2、掌握共点力平衡的条件,会用来解决有关平衡问题。
二、重点难点重点：共点力作用下物体的平衡状态。
难点：共点力的平衡条件。
三、教学方法实验、归纳、四、教学用具弹簧秤二个，钩码五、教学过程（一）、新课引入日常生活中很多物体常常处于静止或者匀速直线运动状态，由牛顿运动定律可知，物体的运动状态与受力有关。
因此，从物体受力的角度去寻找物体保持运动状态不变的条件是解决问题的关键所在. 什么是物体的平衡状态?物体在什么条件下才能处于平衡状态？本章我们就来学习这方面的问题。
本节课首先学习共点力的平衡条件。
（二）、平衡状态1、共点力（复习）几个力作用在物体的同一点，或者它们的作用线相交于同一点，这几个力就叫做共点力。
2、共点力作用下的平衡状态一个物体在共点力的作用下，如果保持静止或者做匀速直线运动，我们就说这个物体处于平衡状态。
运动学特征：加速度为零（三）、共点力作用下物体的平衡条件1、理论推导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。
所以：在共点力作用下物体的平衡条件是合力为零。
即F＝0合2、平衡条件的实验验证a ：请三位同学把三个弹簧秤的挂钩挂在同一个物体上，分别向三个方向拉弹簧秤，记下弹簧秤的示数和方向。
注意：用力不能太大，以免超出弹性限度。
b ：请同学们按各力的大小和方向作出力的图示，根据力的平行四边形法则，求出三个力的合力。
c ：请几位同学说明作图得到的结果：−→−这三个力的合力为零（在误差范围内）；−→−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。
（四）、力的平衡：作用在物体上几个力的合力为零，这种情形叫做力的平衡。
1、物体受到两个共点力的时候，只有这两个力大小相等，方向相反，合力才为零，这就是二力平衡。
2、物体在三个非平行力同时作用下处于平衡状态，则这三个力必定共面共点，合力为零，称为三个共点力的平衡，其中任意两个力的合力必定与第三个力大小相等，方向相反，作用在同一直线上。
(精编!)高一物理《受力分析与共点力作用下物体的平衡》规律总结与练习
受力分析与共点力作用下物体的平衡一、受力分析：（区分“力的示意图”和“力的图示法”）1.概念：把研究对象（指定物体）在指定的物理环境中受到的所有力都分析出来，并画出物体所有力的示意图,这个过程就是受力分析。
2．受力分析的常用方法：隔离法和整体法隔离法和整体法常常交叉运用，从而优化解题思路和方法，使解题简捷明快．3.受力分析步骤：第一步：根据题意选取研究对象，选取研究对象的原则是要使对问题的研究尽量简单，研究对象可以是单个物体（质点）或结点,也可以是有几个物体组成的系统。
第二步：隔离物体，画出受力示意图。
▲防止“漏力”方法：“按顺序分析受力”。
（一重二弹三摩四其他）一般先“非接触力”后“接触力”。
先分析重力，再画出题目所给已知力，然后围绕物体一周，找出跟研究对象接触的物体，并逐个分析这些物体对研究对象的弹力和摩擦力，最后再分析其他力（电磁力、浮力等等）▲防止“多力”方法：分析出的所有力都应能找到施力物体。
如竖直上抛的物体并不受向上的推力，而刹车后靠惯性滑行的汽车也不受向前的“冲力”注意：（1）只分析研究对象所受的力，不可分析研究对象对其他物体所施的力（2）只分析根据性质命名的力．（3）每一个力都应找出施力物体．（4）合力和分力不能同时作为物体所受的力．（5）可看成质点的物体，力的作用点可画在重心上，对有转动效果的物体，则力应画在实际位置上。
（6）为了使问题简化，常忽略某些次要的力。
如物体速度不大时的空气阻力、物体在空气中所受的浮力等。
第三步：检查受力分析是否有误。
检查画出的每一个力能否找出它的施力物体，不能无中生有。
检查分析结果能否使研究对象处于题目所给的运动状态，否则必然发生了漏力、多力、错力现象。
注意：应用整体法与隔离法时要区分内力和外力，“对A”研究对象就是“A”。
例。
画出下列各图中物体A、B、C的受力示意图（已知物体A、B、C均静止）.练习1：画出物体A 所受的弹力（图中A 均保持静止，b 、c 图中接触面光滑，c 图中0`为重心）练习2：如图所示，判断下列几种情况下物体A 与接触面间有、无摩擦力。
高中物理 共点力作用下物体的平衡教案 新人教版必修1
专题一共点力作用下物体的平衡重点难点1．动态平衡：若物体在共点力作用下状态缓慢变化，其过程可近似认为是平衡过程，其中每一个状态均为平衡状态，这时都可用平衡来处理．2．弹力和摩擦力：平面接触面间产生的弹力，其方向垂直于接触面;曲面接触面间产生的弹力，其方向垂直于过接触点的曲面的切面；绳子产生的弹力的方向沿绳指向绳收缩的方向，且绳中弹力处处相等（轻绳）；杆中产生的弹力不一定沿杆方向，因为杆不仅可以产生沿杆方向的拉、压形变，也可以产生微小的弯曲形变．分析摩擦力时，先应根据物体的状态分清其性质是静摩擦力还是滑动摩擦力，它们的方向都是与接触面相切，与物体相对运动或相对运动趋势方向相反．滑动摩擦力由F f = μF N公式计算，F N为物体间相互挤压的弹力；静摩擦力等于使物体产生运动趋势的外力，由平衡方程或动力学方程进行计算．3．图解法：图解法可以定性地分析物体受力的变化，适用于三力作用时物体的平衡．此时有一个力（如重力）大小和方向都恒定，另一个力方向不变，第三个力大小和方向都改变，用图解法即可判断两力大小变化的情况．4．分析平衡问题的基本方法：①合成法或分解法：当物体只受三力作用处于平衡时，此三力必共面共点，将其中的任意两个力合成，合力必定与第三个力大小相等方向相反；或将其中某一个力（一般为已知力）沿另外两个力的反方向进行分解，两分力的大小与另两个力大小相等．②正交分解法：当物体受三个或多个力作用平衡时，一般用正交分解法进行计算．规律方法【例1】如图所示，轻绳的两端分别系在圆环A和小球B上，圆环A套在粗糙的水平直杆MN上 现用水平力F拉着绳子上的一点O，使小球B从图示实线位置缓慢上升到虚线位置，但圆环A始终保持在原位置不动则在这一过程中，环对杆的摩擦力F f和环对杆的压力F N的变化情况（ B ）A．F f不变，F N不变B．F f增大，F N不变C．F f增大，F N减小D．F f不变，F N减小训练题如图所示，轻杆BC一端用铰链固定于墙上，另一端有一小滑轮C，重物系一绳经C固定在墙上的A点，滑轮与绳的质量及摩擦均不计 若将绳一端从A点沿墙稍向上移，系统再次平衡后，则（ C ）A．轻杆与竖直墙壁的夹角减小B．绳的拉力增大，轻杆受到的压力减小C．绳的拉力不变，轻杆受的压力减小D．绳的拉力不变，轻杆受的压力不变【例2】如图所示，在倾角为θ的光滑斜面上有两个用轻质弹簧相连接的物块A、B，它们的质量分别为m A、m B，弹簧的劲度系数为k，C为一固定挡板．系统处于静止状态．现开始用一恒力F沿斜面方向拉物块A 使之向上运动，求物块B 刚要离开C 时物块A 的加速度a 和从开始到此时物块A 的位移d ．（重力加速度为g ）【解】系统静止时，弹簧处于压缩状态，分析A 物体受力可知：F 1 = m A g sin θ，F 1为此时弹簧弹力，设此时弹簧压缩量为x 1，则F 1 = kx 1，得x 1 = kg m A sin 在恒力作用下，A 向上加速运动，弹簧由压缩状态逐渐变为伸长状态．当B 刚要离开C 时，弹簧的伸长量设为x 2，分析B 的受力有：kx 2 = m B g sin θ，得x 2 = m B g sin θk设此时A 的加速度为a ，由牛顿第二定律有：F -m A g sin θ-kx 2 = m A a ，得a = F -(m A +m B )g sin θm AA 与弹簧是连在一起的，弹簧长度的改变量即A 上移的位移，故有d = x 1+x 2，即：d = (m A +m B )g sin θk训练题 如图所示，劲度系数为k 2的轻质弹簧竖直放在桌面上，其上端压一质量为m 的物块，另一劲度系数为k 1的轻质弹簧竖直地放在物块上面，其下端与物块上表面连接在一起要想使物块在静止时，下面簧产生的弹力为物体重力的23，应将上面弹簧的上端A 竖直向上提高多少距离？答案：d = 5(k 1+k 2) mg/3k 1k 2【例3】如图所示，一个重为G 的小球套在竖直放置的半径为R 的光滑圆环上，一个劲度系数为k ，自然长度为L （L ＜2R ）的轻质弹簧，一端与小球相连，另一端固定在大环的最高点，求小球处于静止状态时，弹簧与竖直方向的夹角φ．【解析】小球受力如图所示，有竖直向下的重力G ，弹簧的弹力F ，圆环的弹力N ，N 沿半径方向背离圆心O ．利用合成法，将重力G 和弹力N 合成，合力F 合应与弹簧弹力F 平衡观察发现，图中力的三角形△BCD 与△AOB 相似，设AB 长度为l 由三角形相似有：mg F = ABAO = R l ，即得F = mgl R 另外由胡克定律有F = k （l -L ），而l = 2R cos φ联立上述各式可得：cos φ = kL 2(kR -G )，φ = arcos kL 2(kR -G )训练题如图所示，A 、B 两球用劲度系数为k 的轻弹簧相连，B 球用长为L 的细绳悬于0点，A 球固定在0点正下方，且O 、A 间的距离恰为L ，此时绳子所受的拉力为F 1，现把A 、B 间的弹簧换成劲度系数为k 2的轻弹簧，仍使系统平衡，此时绳子所受的拉力为F 2，则F 1与F 2大小之间的关系为 ( C )A ．F 1<F 2B ． F 1>F 2C ．F 1=F 2D ．无法确定【例4】如图有一半径为r = 0.2m 的圆柱体绕竖直轴OO ′以ω = 9rad/s 的角速度匀速转动．今用力F 将质量为1kg 的物体A 压在圆柱侧面，使其以v 0 = 2.4m/s的速度匀速下降．若物体A 与圆柱面的摩擦因数μ = 0.25，求力F 的大小．（已知物体A 在水平方向受光滑挡板的作用，不能随轴一起转动．）【解析】在水平方向圆柱体有垂直纸面向里的速度，A 相对圆柱体有纸垂直纸面向外的速度为υ′，υ′ = ωr = 1.8m/s ；在竖直方向有向下的速度υ0 = 2.4m/sA 相对于圆柱体的合速度为υ= υ２0+υ′２ = 3m/s合速度与竖直方向的夹角为θ，则cos θ = υ0υ = 45 A 做匀速运动，竖直方向平衡，有F f cos θ = mg ，得F f =mg cos θ = 12.5N 另F f =μF N ，F N =F ，故F = fF = 50N训练题 质量为m 的物体，静止地放在倾角为θ的粗糙斜面上，现给物体一个大小为F 的横向恒力，如图所示，物体仍处于静止状态，这时物体受的摩擦力大小是多少？答案： f=｛F 2+(mgsin θ)2｝1/2能力训练1．如图所示，在用横截面为椭圆形的墨水瓶演示坚硬物体微小弹性形变的演示实验中，能观察到的现象是（ B ）A ．沿椭圆长轴方向压瓶壁，管中水面上升；沿椭圆短轴方向压瓶壁，管中水面下降B ．沿椭圆长轴方向压瓶壁，管中水面下降；沿椭圆短轴方向压瓶壁，管中水面上升C ．沿椭圆长轴或短轴方向压瓶壁，管中水面均上升D ．沿椭圆长轴或短轴方向压瓶壁，管中水面均下降2．欲使在粗糙斜面上匀速下滑的物体静止，可采用的方法是（ B ）A ．在物体上叠放一重物B ．对物体施一垂直于斜面的力C ．对物体施一竖直向下的力D ．增大斜面倾角3．弹性轻绳的一端固定在O 点，另一端拴一个物体，物体静止在水平地面上的B 点，并对水平地面有压力，O 点的正下方A 处有一垂直于纸面的光滑杆，如图所示，OA 为弹性轻绳的自然长度 现在用水平力使物体沿水平面运动，在这一过程中，物体所受水平面的摩擦力的大小的变化情况是（ C ）A ．先变大后变小B ．先变小后变大C ．保持不变D ．条件不够充分，无法确定4．在水平天花板下用绳AC 和BC 悬挂着物体m ，绳与竖直方向的夹角分别为α = 37°和β =53°，且∠ACB 为90°，如图1-1-13所示．绳AC 能承受的最大拉力为100N ，绳BC 能承受的最大拉力为180N ．重物质量过大时会使绳子拉断．现悬挂物的质量m 为14kg ．（g = 10m/s 2，sin37° = 0.6，sin53° = 0.8）则有）（ C ）A ．AC 绳断，BC 不断B ．AC 不断，BC 绳断C ．AC 和BC 绳都会断D ．AC 和BC 绳都不会断5．如图所示在倾角为37°的斜面上，用沿斜面向上的5N 的力拉着重3N 的木块向上做匀速运动，则斜面对木块的总作用力的方向是（ A ）A ．水平向左B ．垂直斜面向上C ．沿斜面向下D ．竖直向上6．当物体从高空下落时，所受阻力会随物体的速度增大而增大，因此经过下落一段距离后将匀速下落，这个速度称为此物体下落的收尾速度。
人教版高中物理必修1 共点力作用下物体的平衡
共点力作用下物体的平衡（一）1、如图所示一根细绳子挂着一个小球，小球与粗糙的斜面接触，细线竖直，则小球与斜面间（）。
A.一定存在摩擦力；B.一定不存在弹力；C.一定有弹力没有有摩擦力；D.一定有弹力，但不一定有摩擦力。
2、下面的说法中正确的是（）A、静止的物体处于平衡状态，运动的物体处于不平衡状态B、静止的物体所受合外力一定为零，运动的物体所受合外力一定不为零C、静止的物体所受合外力一定为零，运动的物体所受合外力也可能为零D、受到的合外力为零的物体一定静止3．如图所示中OA为一遵循胡克定律的弹性轻绳，其一端固定于天花板上的O点，另一端与静止在动摩擦因数恒定的水平地面上的滑块A相连．当绳处于竖直位置时，滑块A对地面有压力作用．B为紧挨绳的一光滑水平小钉，它到天花板的距离BO等于弹性绳的自然长度．现用一水平力F作用于A，使之向右缓慢地做直线运动，则在运动过程中A．地面对A的支持力N逐渐增大 B．地面对A的摩擦力f保持不变C．地面对A的支持力N逐渐减小 D．水平拉力F逐渐增大4．如图1－6－16所示，在粗糙的水平面上放一三角形木板a，若物体b在a的斜面上处于静止状态，则A、a保持静止，而且没有相对水平面的运动趋势B、a保持静止，但是有相对水平面向左运动的趋势C、a保持静止，但是有相对水平面向右运动的趋势C、因没有交待出所需的数据，无法对a的运动状态作出判断5．如图1－6－15所示，在特制弹簧秤下挂一吊篮A ，吊篮A内挂一重物B，一人站在吊篮中用100N的竖直向下的力拉重物B时，B仍处于平衡状态，则A．弹簧秤的示数不变B．人对底板的压力减小100NC．重物B的合力增大100ND．吊篮A的合力不变6、如图所示，水平天线DA对竖直电线杆AB的拉力为300N，斜牵引索AC与水平地面夹角θ=53°．电线杆恰好不偏斜．试求：（1）斜牵引索AC中拉力的大小；（2）电线杆由于天线DA和牵引索AC的作用，对地面的压力将增大多少？7、如图所示，斜面体B置于水平桌面上，其倾角为37°、一质量m=5kg的滑块沿斜面体的斜面下滑中，A匀速下滑，B始终保持不动，在下述两种情况下斜面体B受到的地面摩擦力的方向。
新人教版必修1共点力的平衡课件
Ff
θ
F2
Ff = F1= G sinθ
G
平行斜面方向：F1－Ff = Gsinθ－Ff ＝0
垂直斜面方向：F2－FN = Gcosθ－FN＝0
AFAC
F2
θC B F1
m
mg
水平方向： F1－FBC= mgcosθ－FBC＝0
FBC 竖直方向： F2－mg= FAC sinθ－mg＝0
三 力 物体受三个不平行外力作用而平衡，则这三 汇 个力的作用线必在同一平面内且为共点力。 交 原 理
•
THE END 17、一个人如果不到最高峰，他就没有片刻的安宁，他也就不会感到生命的恬静和光荣。2021/3/172021/3/172021/3/172021/3/17
谢谢观看
第四章 牛顿运动定律
7、牛顿运动定律的应用（二） 共点力的平衡
共
点
一个物体在共点力作用力下，如果保
力
持静止或者做匀速直线运动，我们就
的பைடு நூலகம்
说这个物体处于平衡状态。
平
衡
条 静止或
件 匀速直 △v＝0
a＝0
F合＝0
线运动
共点力作用下
的平衡条件
思 考
静止与速度v＝0 是一回事吗？
竖直向上抛出一个物体，当物体到达最高 点时，速度为0 ，加速度为0 吗？或者说合 外力为0 吗？
F1
F2
O
F1
F2
G
G
多 多力平衡条件：
力 平
物体受到几个共点力的作用而平衡时，其中
衡 的任意一个力必定与余下的其他力的合力等
大反向。
如图所示，某物体在四个共
点力作用下处于平衡状态， F1 若将F4＝5N的力沿逆时针方
高中物理 第三章 第5节 共点力的平衡教案 新人教版必修第一册-新人教版高一第一册物理教案
第5节共点力的平衡核心素养物理观念科学思维科学态度与责任1.物体的平衡状态及二力平衡条件。
2.理解物体在共点力作用下的平衡条件。
能应用“力的合成法、分解法、正交分解法”等方法解决实际的平衡问题。
能用共点力的平衡条件，分析生产生活中的实际问题。
知识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.平衡条件：在共点力作用下物体平衡的条件是合力为0，即F合＝0。
[思考判断](1)共点力一定作用于物体上的同一点。
(×)(2)作用于同一物体上的所有力都是共点力。
(×)(3)物体的加速度a＝0，则物体一定处于静止状态。
(×)(4)物体的速度很大，则F合很大。
(×)(5)某时刻物体的速度为零时，物体一定处于平衡状态。
(×)(6)沿光滑斜面下滑的物体处于平衡状态。
(×)物体瞬时速度为零时，不一定处于平衡状态。
例如，竖直上抛的物体运动到最高点时，这一瞬时速度为零，但这一状态不可能保持，因而不能称为静止。
核心要点共点力的平衡条件的理解[观察探究]如图所示，著名景点——某某飞来石独自静止于悬崖之上，它受哪些力作用？这些力大小、方向有何关系？它们的合力有何特点？答案受重力和支持力。
重力方向竖直向下、支持力方向竖直向上，二力等大、反向，合力为零。
[探究归纳]1.两种平衡情形(1)物体在共点力作用下处于静止状态。
(2)物体在共点力作用下处于匀速直线运动状态。
2.平衡条件的表达式F合＝03.由平衡条件得出的三个结论[试题案例][例1] 如图所示，质量为m的物块静止于斜面上，逐渐增大斜面的倾角θ，直到θ等于特定值φ时，物块达到“欲动未动”的临界状态，此时的摩擦力为最大静摩擦力，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求物块与斜面间的动摩擦因数μ。
解析物块m受力平衡，则有F N－mg cos φ＝0，F max－mg sin φ＝0。
高中物理共点力作用下物体的平衡 第1课时人教版第一册
共点力作用下物体的平衡课时安排：2课时教学目标：1．理解共点力作用下物体平衡的条件。
2．熟练应用正交分解法、图解法、合成与分解法等常用方法解决平衡类问题。
3．进一步熟悉受力分析的基本方法，培养学生处理力学问题的基本技能。
本讲重点：1．正交分解法的应用2．图解法的应用本讲难点：受力分析考点点拨：1．平衡条件的基本应用2．平衡问题中常用的数学方法――相似三角形法，正交分解法3．平衡问题中常用的物理方法――隔离法和整体法4．用图解法解决动态平衡类问题5．平衡问题中的临界与极值问题6．关于绳中的张力问题第一课时一、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条件1．共点力几个力作用于物体的同一点，或它们的作用线交于同一点（该点不一定在物体上），这几个力叫共点力。
2．共点力的平衡条件在共点力作用下物体的平衡条件是合力为零，即F合=0或F x合=0，F y合=03．判定定理物体在三个互不平行的力的作用下处于平衡，则这三个力必为共点力。
（表示这三个力的矢量首尾相接，恰能组成一个封闭三角形）4．解题方法当物体在两个共点力作用下平衡时，这两个力一定等值反向；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。
2019-2020年高一物理第四章物体的平衡一、共点力作用下物体的平衡(第一课时)人教大纲版第一册
2019-2020年高一物理第四章物体的平衡一、共点力作用下物体的平•从容说课本节学习共点力平衡及条件。
内容包括平衡状态、共点力作用下物体的平衡条件和共点力的平衡条件。
本节课的教学目标定位如下：1. 了解共点力作用下物体平衡的概念。
2. 理解共点力作用下物体平衡的概念3. 知道什么是力的平衡4•应用共点力的平衡条件进行有关受力的分析，解决简单的平衡问题。
本节课的教学重点是掌握共点力作用下物体平衡的条件及其简单应用本节课的教学难点是充分利用共点力的平衡条件和正交分解法求解共点力作用下物体的平衡问题。
本节研究的共点力平衡从表象上看是物体处于静止或匀速直线运动状态，其本质是物体所受合外力为零。
结合上述特点：本节采用实验法、归纳法、问题解决法和分层教学法，来帮助学生掌握共点力作用下物体的平衡问题。
本节的教学程序如下：直接导入新课T复习共点力的知识，分析实例得到什么是共点力作用下物体的平衡状态T学生实验探究共点力作用下物体的平衡条件T课堂讨论强化本节知识点。
•教学目标一、知识目标1. 知道什么是共点力作用下物体的平衡状态•2. 掌握共点力的平衡条件.二、能力目标通过演示实验及学生自己动手做实验培养学生的推理分析能力、观察能力、动手能力三、德育目标1. 辨证唯物主义的相对性观点.2. 特殊到一般、一般到特殊的逻辑推理思维方式•教学重点1. 共点力作用下物体的平衡状态.2. 共点力的平衡条件.•教学难点共点力的平衡条件.•教学方法实验法、归纳法、问题解决法、分层教学法•教学用具演示物体一个、弹簧秤若干.•课时安排1课时•教学过程［投影本节学习目标］1. 知道什么是共点力作用下物体的平衡状态.2. 掌握共点力的平衡条件 [ 学习目标完成过程 ] 一、导入新课一个物体可以处于不同的运动状态， 其中常见的是平衡状态， 而且很有实际意义， 如起 重机、建筑物等就需要保持平衡状态 . 那么，什么是物体的平衡状态？物体在什么条件下才体的平衡 .二、新课教学说明：分层教学的前提是通过教师与学生的沟通， 惯及态度、兴趣等综合因素，大致将学生分为三个层次A 层次：对物理有较浓的学习兴趣、基础知识牢靠，学习习惯较好，能主动预习且能超前认知的同学B 层次：自我感觉学习物理没有多大困难，自我学习约束能力一般，能跟上老师上课的步骤的同学 .C 层次：没有或兴趣不大，需要老师或他人的督促，学习习惯不太好，属于被动学习的 阶段，相对而言成绩也较差 .课堂布置：C 层次靠前B 层次居中 A 层次自愿（一）平衡状态[ 学生活动 ] 阅读课文并思考下列问题： [ 投影 ] 阅读思考题： 1 ．什么是平衡状态 ?2 ．在共点力作用下，物体的平衡状态分为哪两类 ?3 ．举例说明什么是物体的平衡状态．4 ．谈一下你对静止的理解．[ 分组讨论并汇报讨论结果 ]1 ．一个物体在共点力作用下，如果保持静止或匀速直线运动，则这个物体就处于平衡 状态．2 ．共点力作用下物体的平衡又分为两种情形， 即静平衡 （ 物体静止 ） 和动平衡 （物体做匀 速直线运动 ） ．3．学生可能举的平衡实例有： ① 光滑水平面上匀速滑动的物块； ② 沿斜面匀速下滑的木箱； ③ 天花板上悬挂的吊灯； ④ 上抛到最高点的物体；⑤ 一个物体拿在手中，在松手的瞬间.[ 实例讨论 ] 同学举的实例平衡中：前三种情况下，物体的加速度都等于零，而后两种情况下， 物体的加速度都不等于零，而物体处于平衡状态的特征是 a=0.所以同学们所举的前三个例子都是物体处于平衡状态，而后两种不是平衡状态．4 ．[ 教师点拨对静止的理解 ]静止与速度v =0不是一回事。
高一物理共点力作用下物体的平衡1(新编2019)
3.6 共点力作用下物体的平衡 课件 -高一上学期物理教科版(2019)必修第一册
√
)
练习
1.物体在五个共点力的作用下保持平衡，如图所示，其中F1大小为10 N，
方向水平向右，求：
(1)若撤去力F1，而保持其余四个力不变，其余四个力的合力的大小和方向；
(2)若将F1转过90°，物体所受的合力大小。
答案
(1)10 N
方向水平向左
(2)10 2 N
三力平衡
三力平衡
F ：传送带对物体的作用力
F
N
f
力的合成
三力平衡
等效
二力平衡
平衡条件：合力为0
如图所示，一个质量为m的物体在倾角为θ的斜面上保持静止，重力加
速度为g，请分别用力的合成法和正交分解法推导出物体所受的支持力
y
和摩擦力与重力的大小关系.
f
力的合成法
N
N = cos = cos
f = sin = sin
(1)求滑块与斜面之间的动摩擦因数μ；
(2)若给小滑块施加一平行于斜面向上
的推力F1，小滑块能沿斜面匀速向上滑动，求推力F1的大小。
(3)将推力方向改为水平向右，要使小滑块仍沿斜面匀速上滑，求该情形
中力F2的大小。
答案
(1) 0.75
(2) 12 N
(3) 34.3 N
总结提升
用正交分解法解决平衡问题的一般步骤：
认为哪些情况属于同一类？你是根据什么来划分的？
共点力
非共点力
请在下图中画出各物体受力的示意图，并分析它们的运动状态有什么
共同点？
N
N
f
N
牵
f
新教材2023年高中物理新人教版必修第一册：共点力的平衡课件
3．由平衡条件得出的三个结论
名师点睛：三力汇交原理 若物体受到三个力作用而处于平衡状态，这三个力不平行时其 力的作用线一定交于一点，即这三个力一定是共点力。
【典例 1】 (多选)下列关于共点力的平衡与平衡条件的说法正 确的是( )
A．相对静止的两个物体都处于平衡状态 B．物体做自由落体运动时处于平衡状态 C．如果物体处于平衡状态，则物体沿任意方向的合力都必为零 D．如果物体受到三个共点力的作用而处于平衡状态，则任意两 个力的合力与第三个力大小相等、方向相反
02
关键能力·情境探究达成
考点1 考点2 考点3
如图所示，著名景点——黄山飞来石独自 静止于悬崖之上，它受哪些力作用？这些力大 小、方向有何关系？它们的合力有何特点？
提示：重力、支持力；二者大小相等，方向相反；他们的合力 为零。
考点 1 共点力平衡条件的理解及应用 1．两种平衡情形 静止和匀速直线运动状态。 2．平衡条件的表达式 F 合＝0。
【典例 2】 (多选)如图所示，重物的质量为 m，轻细绳 AO 和 BO 的 A 端、B 端是固定的，平衡时 AO 是水平的，BO 与水平方向 的夹角为 θ，重力加速度为 g，AO 的拉力 F1 和 BO 的拉力 F2 的大小 分别是( )
A．F1＝mgcos θ C．F2＝mgsin θ
B．F1＝tamngθ D．F2＝smingθ
BD [解法一：(合成法) 由力的平行四边形定则，作出 F1、F2 的合力 F12，如图所示，又 考虑到 F12＝mg，由几何关系得 F1＝tamngθ，F2＝smingθ。
解法二：(正交分解法) 将 O 点受的力沿水平方向、竖直方向正交分解，如图(a)所示。 由力的平衡条件得 F2cos θ－F1＝0，F2sin θ－mg＝0，解得 F2＝smingθ， F1＝tamngθ。