《共点力的平衡》力与平衡PPT课件

《共点力的平衡》力与平衡PPT课件

第一部分内容：【学习素养•明目标】

物理观念：1.知道平衡状态和力的平衡的概念.2.了解共点力作用下物体平衡的概念.3.知道共点力的平衡条件．

科学思维：1.会用共点力的平衡条件解答实际问题.2.掌握处理平衡问题的常用方法．

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共点力的平衡PPT，第二部分内容：自主预习探新知

知识梳理

一、共点力作用下物体的平衡条件

1．平衡状态：物体______或做______时所处的状态．

2．共点力作用下物体的平衡条件：物体所受的合力为____，即F合＝0.

3．力的平衡

(1)力的平衡：作用在物体上的几个力的合力为______，这种情况称为力的平衡．

(2)二力平衡条件：作用于物体上的两个共点力大小______，方向______，作用在同一直线上．

(3)三力平衡条件：三个共点力平衡时，任意两个力的______必定与______大小相等、方向相反，作用在同一直线上．

二、平衡条件的应用

1．物体的静态平衡：物体在力的作用下处于静止状态，称为静态平衡，处于静态平衡的物体所受的外力的______为零．

2．物体在某方向的平衡：运动的物体在某一方向上所受的______为零时，物体在该方向处于平衡状态．

基础自测

1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)

(1)若一个物体处于平衡状态，则此物体一定处于静止状态．( )

(2)物体的速度等于零时，物体一定处于平衡状态．( )

(3)高空中沿直线匀速飞行的飞机处于平衡状态．( )

(4)百米赛跑时，运动员在起跑的瞬时处于平衡状态．( )

(5)所受合外力保持恒定的物体处于平衡状态．( )

2．共点的五个力平衡，则下列说法中不正确的是(　　)

A．其中四个力的合力与第五个力等大反向

B．其中三个力的合力与其余的两个力的合力等大反向

C．五个力合力为零

D．撤去其中的三个力，物体一定不平衡

3．如图所示，物块在力F作用下向右沿水平方向匀速运动，则物块受到的摩擦力f与拉力F的合力方向应该是(　　)

A．水平向右 B．竖直向上

C．向右偏上 D．向左偏上

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共点力的平衡PPT，第三部分内容：合作探究攻重难

力的平衡

1．从运动学的角度理解平衡状态：平衡的物体处于静止或匀速直线运动状态，此种状态其加速度为零，即处于平衡状态的物体加速度为零；反过来加速度为零的物体一定处于平衡状态．

2．从动力学的角度理解平衡状态：处于平衡状态的物体所受的合外力为零，反过来物体受到的合外力为零，它一定处于平衡状态．

3．静态平衡与动态平衡

(1)静态平衡是处于静止状态的平衡，合力为零．

(2)动态平衡是匀速直线运动状态的平衡，合力为零．

4．平衡状态与力的平衡

【例1】物体受到共点力的作用，则下列说法中正确的是(　　)

A．速度在某一时刻等于零的物体一定处于平衡状态

B．相对于另一物体保持静止的物体一定处于平衡状态

C．物体所受合力为零就一定处于平衡状态

D．物体做匀加速运动时一定处于平衡状态

思路点拨：物体是否处于平衡状态，要根据平衡条件(即物体所受的合力是否为零)进行判断．

规律方法

“静止”与“v＝0”的区别

(1)物体保持静止状态：说明v＝0，a＝0，物体受合外力为零，物体处于平衡状态．

(2)物体运动速度v＝0则有两种可能：

①v＝0，a≠0，物体受合外力不等于零，物体并不保持静止，处于非平衡状态，如上抛到最高点的物体．

②v＝0，a＝0，这种情况与(1)中的静止状态一致．

针对训练

1．关于平衡状态，下列说法正确的是(　　)

A．做自由落体运动的物体，在最高点时处于平衡状态

B．木块放在斜面体的斜面上，随斜面体一起向右匀速运动，木块处于平衡状态

C．木块放在斜面体的斜面上，随斜面体一起向右匀加速运动，木块处于平衡状态

D．静止在匀加速运动的列车内的水平桌面上的杯子，处于平衡状态

B　[做自由落体运动的物体在最高点时，速度虽为零，但所受合力不为零，不是平衡状态，A错误；木块与斜面体相对静止，若整体做匀速直线运动，则木块处于平衡状态，若整体做匀加速直线运动，则木块也具有加速度，不处于平衡状态，B正确，C错误；列车、桌子与杯子整体做匀加速运动，杯子也具有加速度，不处于平衡状态，D错误．]

共点力的平衡条件及其应用

1．共点力的平衡条件：如果共点力的合力为零，则在两个相互垂直的方向上的合力也必然为零，即Fx合＝0，Fy合＝0.

2．平衡条件的四个常用推论

(1)二力平衡条件：这两个共点力大小相等、方向相反．

(2)三个力平衡条件：三个共点力平衡时，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，而且在同一条直线上．

(3)物体在n个共点力同时作用下处于平衡状态时，这些力在任何一个方向上的合力均为零．其中任意(n－1)个力的合力必定与第n个力等值反向，作用在同一直线上．

(4)物体在多个共点力作用下处于平衡状态时，各力首尾相接必构成一个封闭的多边形．

3．处理平衡问题的两点说明

(1)物体受三个力平衡时，利用力的分解法或合成法比较简单．

(2)解平衡问题建立坐标系时应使尽可能多的力与坐标轴重合，需要分解的力尽可能少．物体受四个以上的力作用时一般要采用正交分解法．

规律方法

共点力平衡问题的解题方法

(1)合成法：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三个力大小相等，方向相反．

(2)分解法：物体受三个共点力的作用而平衡，将某一个力按力的效果分解，则其分力和其他两个力满足平衡条件．

(3)正交分解法：物体受到三个或三个以上力的作用时，将物体所受的力分解为相互垂直的两组，每组力都满足平衡条件．

(4)力的三角形法：对受三力作用而平衡的物体，将力的矢量图平移使三力组成一个首尾依次相接的矢量三角形，根据正弦定理、余弦定理或相似三角形等数学知识求解未知力．

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共点力的平衡PPT，第四部分内容：当堂达标固双基

1．(多选)下面关于共点力的平衡与平衡条件的说法正确的是(　　)

A．如果物体的运动速度为零，则必处于平衡状态

B．如果物体的运动速度大小不变，则必处于平衡状态

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

CD　[物体运动速度为零时不一定处于平衡状态，A错误；物体运动速度大小不变、方向变化时，不是做匀速直线运动，一定不是处于平衡状态，B错误；物体处于平衡状态时，合力为零，物体沿任意方向的合力都必为零，C正确；任意两个共点力的合力与第三个力等大反向、合力为零，物体处于平衡状态，D正确．]

2．一个物体放在斜面上，如图所示，当斜面的倾角逐渐增大而物体仍静止在斜面上时，物体所受(　　)

A．重力与支持力的合力逐渐增大

B．重力与静摩擦力的合力逐渐增大

C．支持力与静摩擦力的合力逐渐增大

D．重力、支持力和静摩擦力的合力逐渐增大

A　[物体静止时，物体受重力mg、支持力N和摩擦力f三个力作用，由正交分解知N＝mgcos θ，f＝mgsin θ，θ为斜面的倾角．三个力合力为零，重力与支持力的合力与静摩擦力等大反向，倾角变大，静摩擦力变大，A对．重力与静摩擦力的合力与支持力等大反向，倾角变大，支持力变小，B错．支持力与静摩擦力的合力与重力等大反向，保持不变，C错．重力、支持力和静摩擦力的合力始终为零，D错．故选A.]

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