(
课件网) 5 共点力的平衡 [定位·学习目标] 1.通过对共点力平衡条件的学习,形成物体在平衡状态下,所受合力为零,则物体处于静止或匀速直线运动状态的物理观念。2.通过对物体的受力分析,进一步培养应用平衡条件解决实际问题的科学思维。 探究·必备知识 知识点 共点力平衡的条件 「探究新知」 1.平衡状态 物体受到几个力作用时,保持 或 的状态。 2.平衡条件 (1)在共点力作用下物体平衡的条件是 为0,即F合=0。 (2)若将物体受到的力进行正交分解,则有Fx合=0,Fy合=0。 静止 匀速直线运动 合力 正误辨析 (1)运动的物体不可能处于平衡状态。( ) (2)作用在一个物体上的两个力,如果大小相等,方向相反,这两个力一定平衡。 ( ) (3)跳高运动员到达空中最高点时处于平衡状态。( ) (4)如果一个物体受到三个力作用而保持平衡,则其中任意两个力的合力与第三个力等大、反向。( ) × × × √ 突破·关键能力 要点一 共点力平衡的条件 「情境探究」 我们处在一个异彩纷呈的世界里,世界上的物体可谓千姿百态。远古的巨石千百年来一直神奇地矗立着。都市里的人,却自有动中取静的办法,到了大商场里,你只要站着不动,自动扶梯就会安稳匀速地送你上楼下楼。 【答案】 (1)平衡状态指的是静止或匀速直线运动状态。 探究:(1)从运动学视角思考,平衡状态指的是什么 (2)保持物体平衡需要什么条件呢 【答案】 (2)三个以上共点力的平衡,最终也都可以简化为二力平衡。根据二力平衡条件,可以得出在共点力作用下物体的平衡条件是合力为零,即F合=0。 1.对平衡状态的理解 (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)“静止”和“v=0”的区别与联系。 「要点归纳」 2.对平衡条件的理解 (1)共点力作用下物体的平衡条件。 ①F合=0。 (2)平衡条件的三个推论。 ①二力作用:二力等大、反向,且为一对平衡力。 ②三力作用:任意两力的合力与第三个力等大、反向。 ③N个力作用:任意一个力与其他所有力的合力等大、反向。 [例1] (多选)(2025·辽宁期中)如图,一质量为m的滑块静止置于倾角为30°的粗糙斜面上,一根轻弹簧一端固定在竖直墙上的P点,另一端系在滑块上,弹簧与斜面垂直,则( ) [A] 滑块不可能只受到三个力作用 [B] 弹簧可能处于伸长状态 [C] 斜面对滑块的支持力大小可能为0 「典例研习」 BD 要点二 静态平衡问题的处理方法 「情境探究」 悬挂式广告牌如图所示,广告牌受到的重力为G,两侧绳与竖直方向的夹角都为θ,广告牌保持静止。 探究:你有哪些方法可求出两侧绳的拉力大小 【答案】 (1)合成法:根据两侧绳的拉力的合力与重力大小相等、方向相反,就可以利用解三角形的知识,确定绳的拉力大小。 (2)正交分解法:将广告牌所受各力沿两个互相垂直的方向正交分解后,有 Fx合=0,Fy合=0,列方程可确定绳的拉力大小。 (3)分解法:将重力沿两侧绳的方向分解,则沿两绳方向的合力均等于0,可列式求解绳的拉力大小。 「要点归纳」 1.解决三个共点力的平衡问题 (1)合成法:根据“任意两个力的合力与第三个力等大、反向”的关系,结合三角函数、相似三角形等知识求解。 (2)分解法:将某一个力分解到另外两个力的反方向上,这两个分力必定与另外两个力等大、反向,由此列式求解。 (3)正交分解法:建立适当方向的直角坐标系,将力正交分解,应用Fx合=0,Fy合= 0列式求解。 2.解答三个以上共点力的平衡问题 建立适当方向的直角坐标系,以尽量少地分解力,将各个力均沿x轴、y轴分解,使力只沿两坐标轴方向,由Fx合=0、Fy合=0列方程求解。 [例2] 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。仪器中有一根轻质金属丝,悬挂着一个金属球。无风时 ... ...
