人教版高中物理必修一第3讲 共点力的平衡
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3.5共点力的平衡(教学课件)—— 高一上学期物理人教版(2019)必修第一册
足中间。假设单足站立能够平衡,重心的作用线就转移到一只脚
上,在保持姿势不变的情况下,是无法做到的。要从双足站立变为
单足站立,身体应逐渐倾斜,将重心转移到一只脚上.
某方向上的平衡
思考
汽车在平直的路面上启动后加速行驶,
汽车受到几个力的作用?水平方向上的
受力有什么特点?竖直方向上的受力有
什么特点?
解析 汽车受重力、地面支持力、牵引力和阻力四个力作用;
用力的平行四边形定则得拉力F1、F2的合力F竖直
向上、大小不变，总等于G，拉力F2方向不变，F1
与水平方向的夹角逐渐增大，由平行四边形定则作
出的图示看出OB绳的拉力F1先变小后变大，OA绳
的拉力F2逐渐减小
正确答案：D
知识梳理
1
力的合成法
方法
步骤
1
2
3
方法
步骤
2
方法
步骤
1
4
3
力的分解法
正交分解法 Fx=0 Fy=0
个力,剩余两力,有可能合
力仍为零,则D项错误
受力与状态结合应用
答案解析
测试2
一木块受到垂直于倾斜墙面方向的推力F
以物体为研究对象,受力
作用而处于静止状态,下列判断正确的是
情况如图乙所示,把重力
( C )
沿墙面方向和垂直于墙面
A.墙面与木块间的弹力可能为零
方向进行正交分解,则C项
B.墙面对木块的摩擦力可能为零
因数？
1、画出物体的受力图
2、建立直角坐标系
3、正交分解各力
4、分别写出x、y方向的方程
5、根据方程求解
θ
答案解析
物体匀速运动，合外力F=0
y
上,在保持姿势不变的情况下,是无法做到的。要从双足站立变为
单足站立,身体应逐渐倾斜,将重心转移到一只脚上.
某方向上的平衡
思考
汽车在平直的路面上启动后加速行驶,
汽车受到几个力的作用?水平方向上的
受力有什么特点?竖直方向上的受力有
什么特点?
解析 汽车受重力、地面支持力、牵引力和阻力四个力作用;
用力的平行四边形定则得拉力F1、F2的合力F竖直
向上、大小不变，总等于G，拉力F2方向不变，F1
与水平方向的夹角逐渐增大，由平行四边形定则作
出的图示看出OB绳的拉力F1先变小后变大，OA绳
的拉力F2逐渐减小
正确答案：D
知识梳理
1
力的合成法
方法
步骤
1
2
3
方法
步骤
2
方法
步骤
1
4
3
力的分解法
正交分解法 Fx=0 Fy=0
个力,剩余两力,有可能合
力仍为零,则D项错误
受力与状态结合应用
答案解析
测试2
一木块受到垂直于倾斜墙面方向的推力F
以物体为研究对象,受力
作用而处于静止状态,下列判断正确的是
情况如图乙所示,把重力
( C )
沿墙面方向和垂直于墙面
A.墙面与木块间的弹力可能为零
方向进行正交分解,则C项
B.墙面对木块的摩擦力可能为零
因数？
1、画出物体的受力图
2、建立直角坐标系
3、正交分解各力
4、分别写出x、y方向的方程
5、根据方程求解
θ
答案解析
物体匀速运动，合外力F=0
y
人教版(2019)高一物理必修一 第三章 专题三 共点力平衡的应用 课件(共41张PPT)
核心模型 考点对点练 核心能力提升练
核心模型 考点对点练
提升训练
对点训练
典型考点一 静态平衡问题 1．(多选)如图所示，质量为 m 的木块 A 放在质量为 M 的三角形斜面体 B 上，现用大小不相等、方向相反的水平力 F1、F2 分别推 A 和 B，它们均静 止不动，且 F1<F2，重力加速度为 g，则( )
解析
2. 如图所示，光滑斜面的倾角为 30°，轻绳通过两个滑轮与 A 相连，轻 绳的另一端固定于天花板上，不计轻绳与滑轮的摩擦。物块 A 的质量为 m， 不计滑轮的质量，挂上物块 B 后，当动滑轮两边轻绳的夹角为 90°时，A、 B 恰能保持静止，则物块 B 的质量为( )
2 A. 2 m
B. 2m
核心概念 规律再现
核心模型 考点对点练 核心能力提升练
解析
6．如图所示，硬杆 OA 可绕过 A 点且垂直于纸面的轴进行转动，不计钢 索 OB 和硬杆 OA 的重力，∠AOB 等于 30°，如果钢索 OB 的最大承受拉力 为 2.0×104 N，求：
(1)O 点悬挂物的最大重力； (2)杆 OA 对 O 点的最大支持力。 答案 (1)1.0×104 N (2)1.7×104 N
核心概念 规律再现
核心模型 考点对点练 核心能力提升练
A．A 受到四个力的作用 B．B 对 A 的摩擦力方向一定沿斜面向下 C．地面对 B 的摩擦力方向水平向右，大小为 F2－F1 D．地面对 B 的支持力大小一定等于(M＋m)g
答案 CD
核心概念 规律再现
核心模型 考点对点练 核心能力提升练
答案
A．FOA 逐渐增大
C．FOB 逐渐增大 答案 B
B．FOA 逐渐减小 D．FOB 逐渐减小
【课件】共点力的平衡+课件+-2022-2023学年高一上学期物理人教版(2019)必修第一册
物体在三个或三个以上的共点力作用下处于平衡时， 正交 将物体所受的各个力均向两个互相垂直的方向上分解， 分解法 然后分别在这两个方向上列平衡方程，此时平衡条件
可表示为：Fx合＝0，Fy合＝0
[典例2] “风力仪”可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大小。 那么风力大小 F 跟金属球的质量 m、偏角 θ 之间有什么样的关系 呢？(重力加速度为 g)
试结合上述情景讨论下列问题： (1)观察三幅图中的作用力，哪些是共点力？ (2)哪些图中的力能求合力？哪些图中的力不能求合力？
提示：(1)甲图中三个力共同作用在 O 点上，乙图中三个力虽然 不作用在同一点上，但它们的延长线交于一点，甲、乙图中都是 共点力。丙图中的力不但没有作用在同一点上，它们的延长线也 不能交于一点，所以不是共点力。
3.力的分解——根据实际作用效果
三角函数
正交分解法
1.原理：把一个已知力沿着两个互相垂直的方向进行分解。 2.步骤：
(1)建立xoy直角坐标系 (2)将不在坐标轴上的力分解到坐标轴上 (3)分别求出 X 轴、y 轴上个分力矢量和，即
Fx = Fx1+Fx2+Fx3+…… Fy = Fy1+Fy2+Fy3+…… (4)求共点力的合力： 合力大小： 合力方向：与x轴的夹角为θ
力的分解实例
力的分解实例
力的分解应用
如图所示，质量为 m 的物体静止在水平地面上，它与地面间的
动摩擦因数为 μ。现将大小为 F、与水平方向夹角为 α 的恒力
可表示为：Fx合＝0，Fy合＝0
[典例2] “风力仪”可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大小。 那么风力大小 F 跟金属球的质量 m、偏角 θ 之间有什么样的关系 呢？(重力加速度为 g)
试结合上述情景讨论下列问题： (1)观察三幅图中的作用力，哪些是共点力？ (2)哪些图中的力能求合力？哪些图中的力不能求合力？
提示：(1)甲图中三个力共同作用在 O 点上，乙图中三个力虽然 不作用在同一点上，但它们的延长线交于一点，甲、乙图中都是 共点力。丙图中的力不但没有作用在同一点上，它们的延长线也 不能交于一点，所以不是共点力。
3.力的分解——根据实际作用效果
三角函数
正交分解法
1.原理：把一个已知力沿着两个互相垂直的方向进行分解。 2.步骤：
(1)建立xoy直角坐标系 (2)将不在坐标轴上的力分解到坐标轴上 (3)分别求出 X 轴、y 轴上个分力矢量和，即
Fx = Fx1+Fx2+Fx3+…… Fy = Fy1+Fy2+Fy3+…… (4)求共点力的合力： 合力大小： 合力方向：与x轴的夹角为θ
力的分解实例
力的分解实例
力的分解应用
如图所示，质量为 m 的物体静止在水平地面上，它与地面间的
动摩擦因数为 μ。现将大小为 F、与水平方向夹角为 α 的恒力
高中物理【共点力的平衡】人教版经典课件
[答案] D
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第三章 相互作用——力
物理·必修 第一册(配RJ版)
如图所示，一小球通过不可伸长的细绳悬挂于天花板上的 O 点。 现用作用于 A 点且方向始终水平的力 F 将结点 A 向右缓慢拉起，用 T 表示 AO 绳子的拉力，所有的绳子都不被拉断，在将结点 A 向右缓慢拉起的过程中( )
1．会用合成法和正交分解法解答共点力的平衡问题。 科学思维
2．掌握动态平衡问题的分析方法。
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第三章 相互作用——力
物理·必修 第一册(配RJ版)
01
预习案 必备知识·问题导学
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第三章 相互作用——力
物理·必修 第一册(配RJ版)
阅读教材，并回答： 1．根据下面每幅图中各个力的作用线的几何关系，可以把五种情况的受力 分成两类，你认为哪些情况属于同一类？
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第三章 相互作用——力
物理·必修 第一册(配RJ版)
●规律总结
正交分解法求解共点力的平衡问题的步骤
(1)建立坐标轴。
(2)正交分解各力。
(3)将平衡条件 F 合＝0 写成FFxy合合＝＝00，，
利用FFxy合合＝＝00， 列方程。 (4)解方程。
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第三章 相互作用——力
解析 细绳的拉力大小始终等于物体的重力，保持不变，选项 A 正确，B 错误；力 F 等于轻环两边绳子的拉力的合力，两边绳子的拉力一边是竖直向下， 另一边是倾斜的，且两边绳子拉力相等，可知 F 的方向是斜向左上方向的，不是 一直水平向左，由于环两边绳子的夹角逐渐减小，可知合力逐渐变大，即 F 逐渐 变大，选项 C 错误，D 正确。
所以 θ 增大，tan θ 增大，sin θ 增大，则有 F 减小，N 减小，故 D 正确，A、B、
高一上学期物理人教版( )必修第一册3.5《共点力的平衡》教学设计
共点力的平衡教学设计【教材版本】选自人教版高中物理必修第一册第三章第五节。
【设计理念】1.激发兴趣：在高中阶段，不少学生感觉物理是一门理论性很强且枯燥的学科，因此要创设一定的物理情景从而激发学生的学习兴趣。
在本节课的教学过程中，通过播放杂技演员走钢丝视频，让学生置身于物理情景之中，激发他们的学习兴趣。
2.自主探究：本节课引导学生自主进行实验探究，得出共点力平衡的应用。
采取如下步骤：提出方案——实验探究——理论验证——解决问题。
在此过程中，充分体现以教师为主导、学生为主体的新课程理念，激发学生自主学习，培养其动手、独立思考的能力，培养其形成严谨认真、实事求是的科学态度。
在此过程中注重物理学科本质的体现，培养学生科学探究能力。
3.联系生活：本节课选取阿迪力走钢丝、小虫爬出半球形碗两道例题，目的在于加强物理知识与实际生活场景的联系，并使学生认识到物理与生活密切相关，提高学生将物理知识应用到解决实际问题的意识。
4.注重归纳：在中学物理课程的学习中，物理规律的应用是一大难点，也是学生们比较头疼的地方。
在讲解两道例题的过程中，注重引导物理模型的构建；讲解完毕之后，对例题的解题思路进行归纳总结，并将解口诀，促进学生科学思维能力的发展。
【教材分析】《共点力平衡条件应用》一节的内容主要为共点力平衡条件以及应用，涉及共点力的概念、平衡状态、力的合成及分解及数学运算知识等综合知识的应用，是高中阶段动力学的基础，是连接运动和力的重要环节，并且是之后运动和力、机械能守恒、电磁学的学习的基础，起到承上启下的作用。
2017年新课程标准对本节内容的要求为“能用共点力的平衡条件分析生产生活中的问题，”故应用共点力的平衡条件解决实际问题为本节的重点和难点。
教材中通过“问题”，引入物体受共点力平衡情况。
再通过之前力的合成与分解知识，得到共点力平衡条件。
之后，教材分别列举了两道例题，其中例题1对应新课标的要求，选取了生活中小孩坐滑梯的场景，以匀速下滑的小孩为研究对象；例题2研究了静止的被细绳悬挂的重物。
3_5_2共点力的平衡——动态平衡、图解法、解析法 课件-高一上学期物理人教版(2019)必修第一册
位置抬到b位置的过程中，诺诺相对木板静止，在b位置诺诺恰要下滑；刘
老师接着把木板从b位置缓慢抬到c位置的过程中，诺诺沿木板开心地下滑
到底端。关于诺诺的受力情况下列说法正确的有（ABD ）
A．从a位置到b位置，诺诺所受摩擦力逐渐变大
B．从a位置到b位置，诺诺所受支持力逐渐变小
C．从a位置到b位置，诺诺所受支持力逐渐变大
2．处理动态平衡问题常用的方法
一个力是恒力，大小、方向均不变；另两个是变力，
(1)图解法：
其中一个是方向不变的力，另一个是大小、方向均改变的力．
[针对训练3] (多选)如图所示，用一根细线系住重力为G、半径为R的
球，其与倾角为α的光滑斜劈接触，处于静止状态，球与斜面的接触面
非常小，细线悬点O固定不动，将斜劈从图示位置缓慢水平向左移动直
）
C
A．支持力不变
B．支持力变小
C．摩擦力变小
D．摩擦力变大
至细线与斜面平行的过程中，下列说法正确的是(
)
CD
A．细线对球的拉力
先减小后增大
B．细线对球的拉力
先增大后减小
C．细线对球的拉力
一直减小
D．细线对球的拉力的最小值等于Gsin α
例2.(多选)刘老师周末在家陪儿子诺诺玩耍，他找来一块长木板放在地面，
把诺诺放在木板左端，然后缓缓抬起左端，如图所示。刘老师把木板从 a
活杆：轻杆用光滑的转轴或铰链连接，弹力一定沿杆（否则转动）
死杆：轻杆插入墙中(固定)，弹力就不一定沿杆
系统集成P99
2．如图所示的几种情况中，不计绳、弹簧测力计、各滑轮的质量，不
计一切摩擦，物体质量都为m，且均处于静止状态，有关角度如图所示
．弹簧测力计的示数FA、FB、FC、FD由大到小的排列顺序是(
老师接着把木板从b位置缓慢抬到c位置的过程中，诺诺沿木板开心地下滑
到底端。关于诺诺的受力情况下列说法正确的有（ABD ）
A．从a位置到b位置，诺诺所受摩擦力逐渐变大
B．从a位置到b位置，诺诺所受支持力逐渐变小
C．从a位置到b位置，诺诺所受支持力逐渐变大
2．处理动态平衡问题常用的方法
一个力是恒力，大小、方向均不变；另两个是变力，
(1)图解法：
其中一个是方向不变的力，另一个是大小、方向均改变的力．
[针对训练3] (多选)如图所示，用一根细线系住重力为G、半径为R的
球，其与倾角为α的光滑斜劈接触，处于静止状态，球与斜面的接触面
非常小，细线悬点O固定不动，将斜劈从图示位置缓慢水平向左移动直
）
C
A．支持力不变
B．支持力变小
C．摩擦力变小
D．摩擦力变大
至细线与斜面平行的过程中，下列说法正确的是(
)
CD
A．细线对球的拉力
先减小后增大
B．细线对球的拉力
先增大后减小
C．细线对球的拉力
一直减小
D．细线对球的拉力的最小值等于Gsin α
例2.(多选)刘老师周末在家陪儿子诺诺玩耍，他找来一块长木板放在地面，
把诺诺放在木板左端，然后缓缓抬起左端，如图所示。刘老师把木板从 a
活杆：轻杆用光滑的转轴或铰链连接，弹力一定沿杆（否则转动）
死杆：轻杆插入墙中(固定)，弹力就不一定沿杆
系统集成P99
2．如图所示的几种情况中，不计绳、弹簧测力计、各滑轮的质量，不
计一切摩擦，物体质量都为m，且均处于静止状态，有关角度如图所示
．弹簧测力计的示数FA、FB、FC、FD由大到小的排列顺序是(
新2024秋季高中物理必修第一册人教版第三章相互作用——力《共点力的平衡》
教学设计：新2024秋季高中物理必修第一册人教版第三章相互作用——力《共点力的平衡》教学目标（核心素养）1.物理观念：理解共点力平衡的概念，掌握共点力平衡的条件，即物体所受合力为零。
2.科学思维：通过受力分析，培养学生运用力的合成与分解方法解决共点力平衡问题的能力，提升逻辑思维和推理能力。
3.科学探究：引导学生通过实验或案例探究共点力平衡的条件，培养观察、分析和解决问题的能力。
4.科学态度与责任：激发学生对物理现象的好奇心和探索欲，培养严谨的科学态度和实事求是的精神，同时认识到物理学在日常生活和工程技术中的应用价值。
教学重点•共点力平衡的概念及其条件。
•运用力的合成与分解方法解决共点力平衡问题。
教学难点•复杂受力情况下的受力分析和平衡条件的判断。
•灵活运用共点力平衡条件解决实际问题。
教学资源•多媒体课件：包含共点力平衡实例、受力分析图示、平衡条件推导等。
•实验器材（可选）：用于演示共点力平衡的实验装置，如平衡尺、弹簧秤等。
•黑板或白板及书写工具：用于板书关键概念和解题步骤。
•学生作业本：用于记录课堂笔记和练习。
教学方法•讲授法：通过教师讲解，引导学生理解共点力平衡的基本概念和条件。
•演示法：利用多媒体或实验器材展示共点力平衡的实例，帮助学生直观理解。
•讨论法：组织学生讨论复杂受力情况下的受力分析和平衡条件的判断，促进学生间的交流与合作。
•练习法：通过课堂练习和案例分析，巩固学生对共点力平衡条件的理解和应用能力。
教学过程导入新课•生活实例引入：展示桥梁、建筑物等稳定结构的图片，提问学生这些结构为何能保持稳定？引出物体受力平衡的概念。
•复习旧知：简要回顾力的合成与分解方法，为后续受力分析做铺垫。
新课教学1.共点力平衡概念讲解：•定义：当物体受到几个力的作用而保持静止或匀速直线运动状态时，这几个力称为共点力，且满足平衡条件。
•强调：平衡状态包括静止和匀速直线运动两种状态，共点力平衡的条件是合力为零。
2.受力分析方法：•引导学生学习如何对物体进行受力分析，包括确定研究对象、画出受力图等步骤。
共点力的平衡课件——高一上学期物理人教版必修第一册
是共点力？ 死作犹用未 在肯同输一心个去物，体贫上亦的其两能个奈力我，何如果! 大小相等、方向相反，并且在同一条直线上，这两个力平衡。
母F2鸡=的F1理x=想F不1s过inθ是一把糠。 男1、子以千上年哪志些，物吾体生受未到有的涯力。是共点力？ 有用志l、者b和自h有分千别方表百示计A，B、无A志C者和只BC感的千长难度万。难。 谁F1不＝向G前/c看os，θ 谁就会面临许多困难。 鸟如贵果有 物翼体，所人受贵各有力志的。合力为0，则任意一个方向上合力都为0 器结大合者 几声何必关闳系，志联高立者可意求必得远h=。μb=0. 困所，受你 各是力人的类合艺力术F合的=源0 泉，你将伟大的灵感赐予诗人。
如图，F4为F1和F2的合力，则F4 与 F3平衡，即
F4 ＝ F3 ＝G
由图可知， F1 ＝F4/cosθ＝G/cosθ ，
F1
F2＝F4tanθ，则F2 ＝Gtanθ
F2 F3
解法2 用正交分解的方法求解。 如图，以O为原点建立直角坐标系。
因x轴方向的合力为0 因y轴方向的合力为0
F2 -F1x=0 F1y–F3=0
先从最简单的二力平衡开始
2
作用在同一个物体上的两个力，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。
F2
F1
F合=0
二力平衡时，物体所受 各力的合力为 0
2
任意两个力的合力与第三个力等大、 共线、反向
F1
F2 三力平衡时，物体所受
•
各力的合力为 0
OБайду номын сангаас
F3
分析天平横梁的受力情况
例3 如图所示，在倾角为θ的斜面上，放一重力为G的光滑小球，球被竖直挡板挡住不下滑，求：斜面和挡板对球的弹力大小。
母F2鸡=的F1理x=想F不1s过inθ是一把糠。 男1、子以千上年哪志些，物吾体生受未到有的涯力。是共点力？ 有用志l、者b和自h有分千别方表百示计A，B、无A志C者和只BC感的千长难度万。难。 谁F1不＝向G前/c看os，θ 谁就会面临许多困难。 鸟如贵果有 物翼体，所人受贵各有力志的。合力为0，则任意一个方向上合力都为0 器结大合者 几声何必关闳系，志联高立者可意求必得远h=。μb=0. 困所，受你 各是力人的类合艺力术F合的=源0 泉，你将伟大的灵感赐予诗人。
如图，F4为F1和F2的合力，则F4 与 F3平衡，即
F4 ＝ F3 ＝G
由图可知， F1 ＝F4/cosθ＝G/cosθ ，
F1
F2＝F4tanθ，则F2 ＝Gtanθ
F2 F3
解法2 用正交分解的方法求解。 如图，以O为原点建立直角坐标系。
因x轴方向的合力为0 因y轴方向的合力为0
F2 -F1x=0 F1y–F3=0
先从最简单的二力平衡开始
2
作用在同一个物体上的两个力，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。
F2
F1
F合=0
二力平衡时，物体所受 各力的合力为 0
2
任意两个力的合力与第三个力等大、 共线、反向
F1
F2 三力平衡时，物体所受
•
各力的合力为 0
OБайду номын сангаас
F3
分析天平横梁的受力情况
例3 如图所示，在倾角为θ的斜面上，放一重力为G的光滑小球，球被竖直挡板挡住不下滑，求：斜面和挡板对球的弹力大小。
2024-2025版新教材高中物理第三章第5节共点力的平衡教案新人教版必修第一册
D. 物体必须受到三个以上的力
（2）解答题：
某物体受到两个力的作用，其中一个力为10N，方向向东，另一个力为15N，方向向北。求物体所受的合力大小和方向。
（3）案例分析题：
一位杂技演员在平衡木上表演，其体重为600N，平衡木对演员的支持力为垂直向上的500N。请分析演员在平衡木上的受力情况，并解释为什么不会掉下来。
2024-2025版新教材高中物理 第三章 第5节 共点力的平衡教案 新人教版必修第一册
主备人
备课成员
教材分析
《2024-2025版新教材高中物理第三章第5节共点力的平衡教案新人教版必修第一册》以力的平衡原理为核心，深入阐述共点力作用下物体平衡的条件与特点。本节内容紧承上一节，通过静态平衡的探讨，使学生掌握力的合成与分解方法，进一步理解力的平衡在实际问题中的应用。课程设计注重引导学生运用所学知识分析实际问题，培养解决物理问题的能力，符合高中物理教学大纲要求，具有较强实用性。
2. 当堂检测：
（1）选择题：
a. 以下哪个条件不是共点力平衡的必要条件？
A. 物体所受Hale Waihona Puke 合力为零B. 物体处于静止状态
C. 物体所受的力不在同一直线上
D. 物体所受的力大小相等、方向相反
b. 在平衡状态下，以下哪个说法是正确的？
A. 所有作用力必须相互抵消
B. 作用力可以有任何方向
C. 物体必须处于匀速直线运动
学具准备
多媒体
课型
新授课
教法学法
讲授法
课时
第一课时
步骤
师生互动设计
二次备课
教学资源
1. 硬件资源：力学实验器材（包括弹簧测力计、平衡木等）、多媒体教学设备。
2. 软件资源：物理教学软件（模拟共点力平衡实验）、PPT教学课件。
（2）解答题：
某物体受到两个力的作用，其中一个力为10N，方向向东，另一个力为15N，方向向北。求物体所受的合力大小和方向。
（3）案例分析题：
一位杂技演员在平衡木上表演，其体重为600N，平衡木对演员的支持力为垂直向上的500N。请分析演员在平衡木上的受力情况，并解释为什么不会掉下来。
2024-2025版新教材高中物理 第三章 第5节 共点力的平衡教案 新人教版必修第一册
主备人
备课成员
教材分析
《2024-2025版新教材高中物理第三章第5节共点力的平衡教案新人教版必修第一册》以力的平衡原理为核心，深入阐述共点力作用下物体平衡的条件与特点。本节内容紧承上一节，通过静态平衡的探讨，使学生掌握力的合成与分解方法，进一步理解力的平衡在实际问题中的应用。课程设计注重引导学生运用所学知识分析实际问题，培养解决物理问题的能力，符合高中物理教学大纲要求，具有较强实用性。
2. 当堂检测：
（1）选择题：
a. 以下哪个条件不是共点力平衡的必要条件？
A. 物体所受Hale Waihona Puke 合力为零B. 物体处于静止状态
C. 物体所受的力不在同一直线上
D. 物体所受的力大小相等、方向相反
b. 在平衡状态下，以下哪个说法是正确的？
A. 所有作用力必须相互抵消
B. 作用力可以有任何方向
C. 物体必须处于匀速直线运动
学具准备
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步骤
师生互动设计
二次备课
教学资源
1. 硬件资源：力学实验器材（包括弹簧测力计、平衡木等）、多媒体教学设备。
2. 软件资源：物理教学软件（模拟共点力平衡实验）、PPT教学课件。
物理人教版(2019)必修第一册3.5.2共点力的平衡(动态平衡)(23张ppt)
F3cosGFra bibliotekcos
减小
F2 F3
F2 F3tan Gtan 减小
解析法应用一般步骤：
（1）选某一状态对物体进行受力分析； （2）将其中两力合成，合力与第三个力等大反向；
解析法适用于有特殊三角形的时 候（直角始终存在）。
（3）列平衡方程求出未知量与已知量的关系表达式； （4）根据已知量的变化情况来确定未知量的变化情况。
五、动态平衡问题的处理方法
1.解析式法 2.图解法--平行四边形
3.图解法----三角形定则（适用于三力动态平衡） （1）一恒一定向：
（2）一恒一定值： 一恒力（大小方向均不变）、一定值力
（大小不变，方向变化）、一变力（大小方 向都变）。判断另一个力的大小变化
五、动态平衡问题的处理方法
3.图解法----三角形定则（适用于三力动态平衡）
A.绳与竖直方向的夹角为θ时，F=mgcosθ B. 小球沿滑圆环上升过程中，轻绳拉力逐渐增大 C. 小球沿光滑圆环上升过程中，小球所受支持力逐渐增大 D. 小球沿光滑圆环上升过程中，小球所受支持力大小不变
六、易混淆问题
1.轻绳“死结”、“活结”问题
轻绳：绳的质量不计，伸长忽略不计，绳上任何一个横截面两边相互作用的拉力叫做“ 张力”，轻绳只有两端受力时，任何一个横截面上的张力大小都等于绳的任意一端所受 拉力的大小，即同一轻绳张力大小处处相等 。
不变、大小变）、一变力（大小方向都变）。判断定 向力和另一个变力的大小变化
方法步骤： ①确定恒力、定向力、第三力 ②画出恒力，从恒力末端画出与定向力同方向的虚线，将第三力平移与恒力、定向 力构成矢量三角形。 ③根据题中变化条件，比较这些不同形状的矢量三角形，判断各力的大小及变化。
【公开课】共点力的平衡+教学设计高一上学期物理人教版(2019)必修第一册
课题章节与名称第三章相互作用——力第5节共点力的平衡课时1上课时间教师学习内容分析学习目标描述一、物理观念初步形成运动和相互作用的观念，知道什么是共点力。
能从物理的视角解释一些简单的力平衡现象，知道共点力平衡的条件。
能应用平衡条件解决一些实际的平衡问题。
二、科学思维能在简单的力平衡情景中应用常见的物理模型。
能对较简单的平衡现象进行分析推理获得结论，能用简单和直接的证据表达自己的观点。
三、科学探究根据观察的力平衡现象提出相关的物理问题，能根据已有的科学探究方案使用基本的器材获得数据。
进行简单的数据整理得到初步结论。
学科核心素养培养说明科学态度与责任：认识到物理学能对自然界中力平衡现象进行描述与解释，对自然界有好奇心培养学生积极主动探究知识的态度和求真务实的精神。
教学重点通过实验探究，得到共点力的平衡条件，会用共点力平衡的条件，分析生活和生产中的实际问题。
教学难点通过实验探究，得到共点力的平衡条件学生学情分析对于物体的平衡问题，通过初中阶段的学习，学生已经有了一定的认识，并且对同一直线上二力平衡的条件有较好的理解，并能较熟练地应用，这对学生学习多个共点力的平衡有一定的帮助。
学生在学习三力平衡的规律之前，基于生活经验，形成了大量的经验性常识。
在此基础上建构物理规律，需要引导学生在诸多客观情境中发现问题，并对问题进行科学探究，完成从经验性常识到物理规律的转变。
对进入高中学段的不久的学生来说，利用实验方法探究物理规律的能力也有待加强。
另外，学生对物体的受力分析、力的分解、力的合成的知识掌握得不是很熟练，综合应用能力还比较弱，也需在课堂中逐步提升。
教学策略设计教学环节教学内容主要教学方法与活动设计一、创设情境导课，融入课前思政教育 1. 教师展示：生活中应用力的平衡原理的小实验2. 视频展示：我国高铁的稳定性，体现我们国家的综合国力。
3. 设疑：初中我们已经学过二力平衡的特点，即物体受到两个力的作用，且这两个力等大、反向、共线。
21第三章第5节共点力的平衡-2024-2025学年高一物理必修第一册(人教版)配套课件
第三章
相互作用——力
第5节 共点力的平衡
第5节 共点力的平衡
学
习
任
务
1．知道什么是共点力及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。
3．会用共点力的平衡条件，分析生活和生产中的实际问题。
第5节
共点力的平衡
探究重构·关键能力达成
知识点一
共点力平衡的条件
匀速直线运动
1．平衡状态：物体保持______或______________状态。
正交 解法，则有
分解
法 σ ＝F1x＋F2x＋F3x＋…＋Fn x＝0，
σ ＝F1y＋F2y＋F3y＋…＋Fn y＝0
如果三个力首尾相接恰好构成三角形，则这三个力的
矢量
三角 合力为零。矢量三角形法可以充分利用几何边角关系
形法
求解平衡问题
第5节 共点力的平衡
2．应用共点力静态平衡条件解题的步骤
探究重构
应用迁移
课时分层作业
【典例3】 (多选)如图所示，重物A被绕过小滑轮P的细线所悬
挂，B物体放在粗糙的水平桌面上；小滑轮P被一根斜拉短线系于天
花板上的O点；O′是三根线的结点，bO′水平拉着B物体，cO′沿竖直
方向拉着弹簧；弹簧、细线、小滑轮的重力和细线与滑轮间的摩擦
力均可忽略，整个装置处于平衡静止状态，g取10 m/s2。若悬挂小
√
)
A
[对小滑块进行受力分析，如图所示，将FN沿水平方向和竖直方
向进行分解，根据平衡条件列方程。水平方向有FNcos θ＝F，竖直
方向有FNsin
θ＝mg，联立解得F＝
，FN＝
]
探究重构
相互作用——力
第5节 共点力的平衡
第5节 共点力的平衡
学
习
任
务
1．知道什么是共点力及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。
3．会用共点力的平衡条件，分析生活和生产中的实际问题。
第5节
共点力的平衡
探究重构·关键能力达成
知识点一
共点力平衡的条件
匀速直线运动
1．平衡状态：物体保持______或______________状态。
正交 解法，则有
分解
法 σ ＝F1x＋F2x＋F3x＋…＋Fn x＝0，
σ ＝F1y＋F2y＋F3y＋…＋Fn y＝0
如果三个力首尾相接恰好构成三角形，则这三个力的
矢量
三角 合力为零。矢量三角形法可以充分利用几何边角关系
形法
求解平衡问题
第5节 共点力的平衡
2．应用共点力静态平衡条件解题的步骤
探究重构
应用迁移
课时分层作业
【典例3】 (多选)如图所示，重物A被绕过小滑轮P的细线所悬
挂，B物体放在粗糙的水平桌面上；小滑轮P被一根斜拉短线系于天
花板上的O点；O′是三根线的结点，bO′水平拉着B物体，cO′沿竖直
方向拉着弹簧；弹簧、细线、小滑轮的重力和细线与滑轮间的摩擦
力均可忽略，整个装置处于平衡静止状态，g取10 m/s2。若悬挂小
√
)
A
[对小滑块进行受力分析，如图所示，将FN沿水平方向和竖直方
向进行分解，根据平衡条件列方程。水平方向有FNcos θ＝F，竖直
方向有FNsin
θ＝mg，联立解得F＝
，FN＝
]
探究重构
人教版高中物理《共点力的平衡》优秀PPT课件
共点力的平衡解题方法小结 1.正确选取研究对象 2.隔离物体，分析物体的受力，画出受力图 3.根据平衡条件，确定解题方法：
几何法（建议使用合成法） 正交分解法 4、几何法：根据几何特点，列方程求解； 正交分解法：建立两个轴的合力为零的方程，
组成方程组求解。
正交分解法
例题：物体重力为100N，放在倾角为30°的 斜面上，始终静止。 求：若沿斜面施加向上拉力F1=20N，物体的摩 擦力和支持力是多大？
正交分解法
例题：物体重力为100N，放在倾角为30°的 斜面上，物体与斜面之间最大静摩擦力为40N。 求：1）为保持物体静止在斜面上，沿斜面向上
的拉力最小值是多少？ 2）为保持物体静止在斜面上，沿斜面向上
的拉力的最大值不能超过多大？
二、正交分解法练习 例题8：质量为m的物体放在倾角为θ的粗糙斜面上， 动摩擦因数为μ，在水平恒定推力的作用下，物体 沿斜面匀速向下运动。 求：水平推力的大小_____________ 斜面对物体支持力的大小__________
B．FT = mg，FN = 2mg
C．FT = mg，FN = 3 mg
D．FT =
23 3
m，g
FN
2
=3
mg
动态平衡问题
几何法和正交分解法的应用
动态平衡问题
• 讨论物体静止时，受力的大小及方向的变 化的一类问题
• 解决问题的方法 几何法-----画平行四边形或三角形 正交分解法----建立方程组讨论
F α
FN α
G F合
解法一：合成法
如图，物体静止，合力为零。 几何知识可得：
F=F合=G/cosα FN=Gtanα
例1：如图所示，一个重为G的圆球，被一段细绳挂在
高中物理人教版《共点力的平衡》PPT免费课件
三、共点力作用下物体的平衡条件
物体所受的合力为零
所有外力的矢量和为零
F合 = 0
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Fx合=0
Fy合=0
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一、共点力：
几个力都作用在物体的同一点，或者它们 的作用线相交于一点，这几个力就叫做共 点力。
第五节 共 点 力 的平衡
二、平衡状态
1、平衡状态： 物体受到几个力的作用时，保持静止或保
持匀速直线运动状态。(a=0) 2、例如 斜面上静止的物体、随传送带匀速运动的物体
思考：受到共点力作用的物体，什么条件下才 能保持平衡呢？
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
N Ff
G
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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？
T T1 T
α
N
T2
N
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N=T2=Tsina
物体所受的合力为零
所有外力的矢量和为零
F合 = 0
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Fx合=0
Fy合=0
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一、共点力：
几个力都作用在物体的同一点，或者它们 的作用线相交于一点，这几个力就叫做共 点力。
第五节 共 点 力 的平衡
二、平衡状态
1、平衡状态： 物体受到几个力的作用时，保持静止或保
持匀速直线运动状态。(a=0) 2、例如 斜面上静止的物体、随传送带匀速运动的物体
思考：受到共点力作用的物体，什么条件下才 能保持平衡呢？
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
N Ff
G
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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？
T T1 T
α
N
T2
N
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N=T2=Tsina
物理人教版(2019)必修第一册3.5共点力的平衡-动态平衡(共23张ppt)
过定滑轮后用力拉住，使小球静止，如图，现缓慢地拉绳，在使小球由A到B的过
程中，半球对小球的支持力FN和绳对小球的拉力T的大小变化的情况是 （ A ）
A.FN不变，T变小
B.FN不变，T先变大后变小
C.FN变小，T先变小后变大 D.FN变大，T变小
思考：平衡状态的小球受到哪些力？ 各力分别有什么特点？
【解析】设人和物体A质量分别为m、M，由题意可知绳的拉力等于Mg，人拉绳
的力F3与绳的张力大小相等，故人拉绳的力F3=Mg不变。
取人为对象，受力如图所示，并建立直角坐标系。 由平衡条件可得：
F2-F3′ cosθ=0， F1′＋F3′sinθ=mg
由牛顿第三定律可知
F1′=F1，F3′=F3 解得 F1=mg-Mgsinθ，
O
F2
三角形的三条边中， 首尾相接的两个边表示分力， 第三个表示合力
2.闭合三角形
实例：一根细线系着一个小球，细线上端固定在横梁上。给小球施加力F，小球
平衡后细线跟竖直方向的夹角为θ。
T
构建闭合三角形：
三个平衡力G、F和T，恒力G保持不动， 将方向恒定的力T沿着作用线滑移、转动的力F 平移，从而构成首尾相接的闭合三角形。
F2=Mgcosθ 由F1、F2 的函数表达式可知，当θ减小时，F1、F2增大。
故本题正确选项为B。
课堂评价
1.如图所示，质量为m的小球被轻绳系着，光滑斜面倾角为θ，向左缓慢推动劈
直到悬绳与斜面平行过程中 （ D ）
A.绳上张力先增大后减小 B.斜劈对小球支持力减小 C.绳上张力先减小后增大 D.斜劈对小球支持力增大
的示数不变而减小β时，为保持结点O位置不变，可采取的办法是 （ AB ）
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思考： 物体的速度等于零时，物体 一定处于平衡状态 （ ）
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 力的 合力 大小相等，方向 相反 ．
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◆02突破三个考向◆
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解析 法一：(正交分解法)对日光灯进行受力分析建立坐标系， 审题导析 将 F1 和 F2 进行分解，如图所示，由平衡条件知 mg 1.由题 中所给信息，先分析日光灯 水平方向：F1 sin 45° ＝F2sin 45° ① 受力情况，画出受力图示. 竖直方向：F1 cos 45° ＋F2cos 45° ＝G② 2.根据平衡条件，采用用正交分解 2 法解答问题 . 由①②解得 F1＝F2＝ G，选项 B 正确． 2 答案 B 法二：(合成法)请同学们自己完成哟！ 解析/显隐
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【思维驱动】
1.共点力的平衡
(2013· 杭州质检)小张将吊床用绳子拴 在两棵树上等高的位置，如图所示．他先 坐在吊床上，后躺在吊床上，两次均处于 静止状态．则( )． A．吊床对他的作用力，坐着时更大 B．吊床对他的作用力，躺着时更大 C．吊床对他的作用力，坐着与躺着时一定等大 D．吊床两端绳的张力，坐着与躺着时一定等大
第3讲
共点力的平衡
2.动态平衡问题的分析
3.平衡中的临界极值问题
聚焦 一个 热点
命题热点3 对共点力的平衡的考查
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2.平衡条件的推论 (1)二力平衡 如果物体在两个共点力的作用下处于平衡状态， 相反 ，为一对_________. 平衡力 相等 ，方向_______ 这两个力必定大小______ (2)三力平衡 如果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 力大小 相等 、方向 相反 ． (3)多力平衡
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【以题说法】
1．求解平衡问题的方法 (1)力的合成与分解运用了等效的思想观点，满足平行四边形定 则．利用力的合成与分解可解决三力平衡的问题． ①分解：将其中一个力沿另外两个力的反方向分解，将三力变四 力构成两对平衡力； ②合成：将某两个力进行合成，三力变二力，组成一对平衡力. (2)物体受多个(三个以上)作用力平衡时，常用正交分解法． 2．共点力作用下物体平衡的一般解题思路
1．共点力的平衡
共点力
平衡 状态 平衡 条件
延长线 交 同一点 或力的_______ 力的作用点在物体上的_______ 于一点的几个力叫做共点力． 静止 状态或_____________ 匀速直线运动状态，叫 物体处于______ 做平衡状态．(该状态下物体的加速度为零) 合外力 为零，即F ＝____ 0 或 物体受到的_______ 合
解析: 因坐着和躺着时皆处于静止状态，故吊床对他的作用 力等于重力，坐着和躺着时一定等大，则选项C正确． 答案 C
解析/显隐
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【知识存盘】
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考向二
动态平衡问题的分析
“动态平衡”是指物体所受的力一部分是变力，是动 态力，力的大小和方向均要发生变化，但变化过程中的每 一个定态均可视为平衡状态，所以叫动态平衡，这是力平 衡问题中的一类难题．解决这类问题的一般思路是：把 “动”化为“静”，“静”中求“动”．
C. 1－
3 mg 2
2 D. mg 2
解析 物体的受力情况如图所示，由平衡 3 条件可知：Ff＝mgcos 30° ＝ mg，所以 B 2 正确． 答案 B
解析/显隐
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◆破三个考向◆
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【变式跟踪 1】 如图示，一个质量 为 m 的小物体静止在固定的、 半径为 R R 的半圆形槽内， 距最低点高为 处， 2 则它受到的摩擦力大小为( )． 1 A. mg 2 3 B. mg 2
考向一
共点力的平衡问题
【典例 1】(2012· 广东卷，16)如图示,两根等长的轻绳将日光灯悬挂在 天花板上,两绳与竖直方向的夹角都为 45° ,日光灯保持水平， 所受重力 y 为 G,左右两绳的拉力大小分别为( ) 2 2 F1 F2 A．G 和 G B. G 和 G 2 2 1 3 1 1 x 450 450 C. G 和 G D. G 和 G 2 2 2 2
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必修一
第二章 相互作用
第3讲 共点力的平衡
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抓住 一个 考点
突破 三个 考向
1.共点力的平衡
1.共点力的平衡问题
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◆02突破三个考向◆
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【典例2】 (2012· 课标全国卷，16)如图示，一小球放置在 木板与竖直墙面之间．设墙面对球的压力大小为N1，球对 木板的压力大小为N2.以木板与墙连接点所形成的水平直 线为轴，将木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置．不 计摩擦，在此过程中( )． G’ N2’ A．N1始终减小，N2始终增大 B．N1始终减小，N2始终减小 C．N1先增大后减小，N2始终减小 N1 D．N1先增大后减小，N2先减小后增大