高中物理 第4章 力与平衡 第3-4节 力的平衡、平衡条件的应用课件 鲁科版必修1
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鲁科版必修一4.3《力的平衡》课件
滑轮问题
总结词
滑轮问题主要考察对滑轮的性质和力 的平衡的理解。
总结词
解决这类问题需要明确滑轮的性质， 即滑轮两端的绳子拉力相等，然后根 据平衡条件列方程求解。
实例1
一个质量为m的物体通过定滑轮悬挂， 求绳子对滑轮的作用力。
实例2
一个质量为m的物体通过动滑轮提升， 求绳子对物体的拉力以及动滑轮对轴 的作用力。
04
力的平衡问题实例解析
斜面上的物体平衡问题
总结词
斜面上的物体平衡问题主要考 察对力的分解和合成以及力的
平衡的理解。
总结词
解决这类问题需要将重力分解为沿 斜面和垂直于斜面的两个分力，然 后根据平衡条件列方程求解。
实例1
一个质量为m的物体放在倾角为 θ的斜面上，求物体对斜面的压 力。
实例2
一个质量为m的物体在斜面上 沿着斜面下滑，求物体下滑的
定义
共点力平衡是指物体受到的多个力作 用在同一点或力的作用线交于一点， 使物体处于静止或匀速直线运动状态。
特点
应用
在分析物体的平衡问题时，首先判断 物体受到的力是否满足共点力平衡条 件。
物体处于平衡状态时，合力为零，各 力矩之和也为零。
动态平衡
01
02
03
定义
动态平衡是指物体在运动 过程中受到的力作用线交 于一点，物体在该点附近 做近似匀速圆周运动。
特点
动态平衡时，物体受到的 合力提供向心力，方向指 向圆心。
应用
在分析天体运动、卫星轨 道等问题时，常涉及到动 态平衡的概念。
刚体平衡
定义
刚体平衡是指刚体受到的 力全部通过其重心，且合 力为零，刚体不发生转动。
特点
刚体平衡时，其上任意两 点之间的距离保持不变。
鲁科版高中物理必修第一册第4章第3节共点力的平衡课件
C.F1逐渐变小,F2逐渐变小
D.F1逐渐变大,F2逐渐变大
解析:以O点为研究对象进行受力分析,受到细线的拉力(等于葡萄的重力)、
OA和OB杆的支持力,如图所示,当OB杆向左移动而OA位置不变时,利用矢量
三角形方法作出各力的变化情况如图,由图可知,F1逐渐变大、F2先变小后
2.通过生活实例对平衡条件进行分
析,体会科学探究在物理规律确立过
程中的作用。
3.利用建构物理模型的思维方法,感
受动态平衡模型中存在的科学思维。
4.尝试运用平衡条件,解决实际生活
中的物理问题,树立物理知识应用于
生活和实践的科学态度。
基础探究
合作探究
实践应用
基础探究
形成概念，掌握新知
知识梳理
一、物体的平衡状态
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y轴,建立直角坐标系,如图丁
所示。水平方向的合力Fx合和竖直方向的合力Fy合分别等于零,
即Fx合=Tsin θ-F=0,Fy合=Tcos θ-mg=0,解得F=mgtan θ。
答案:F=mgtan θ
学习笔记
共点力平衡问题的解题步骤
(1)选取研究对象。
× )
(2)物体所受合力为零时,就一定处于平衡状态。(
√ )
(3)大小相等、方向相反、作用在同一直线上的两个力一定是平衡力。
( × )
(4)若物体处于平衡状态,其所受合力一定为零。(
√ )
2.思维探究
(1)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?
压力 N1、木板对小球的支持力 N2′,小球处于平衡状态,即 N1 与 N2′的合力与球的重力大小
D.F1逐渐变大,F2逐渐变大
解析:以O点为研究对象进行受力分析,受到细线的拉力(等于葡萄的重力)、
OA和OB杆的支持力,如图所示,当OB杆向左移动而OA位置不变时,利用矢量
三角形方法作出各力的变化情况如图,由图可知,F1逐渐变大、F2先变小后
2.通过生活实例对平衡条件进行分
析,体会科学探究在物理规律确立过
程中的作用。
3.利用建构物理模型的思维方法,感
受动态平衡模型中存在的科学思维。
4.尝试运用平衡条件,解决实际生活
中的物理问题,树立物理知识应用于
生活和实践的科学态度。
基础探究
合作探究
实践应用
基础探究
形成概念，掌握新知
知识梳理
一、物体的平衡状态
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y轴,建立直角坐标系,如图丁
所示。水平方向的合力Fx合和竖直方向的合力Fy合分别等于零,
即Fx合=Tsin θ-F=0,Fy合=Tcos θ-mg=0,解得F=mgtan θ。
答案:F=mgtan θ
学习笔记
共点力平衡问题的解题步骤
(1)选取研究对象。
× )
(2)物体所受合力为零时,就一定处于平衡状态。(
√ )
(3)大小相等、方向相反、作用在同一直线上的两个力一定是平衡力。
( × )
(4)若物体处于平衡状态,其所受合力一定为零。(
√ )
2.思维探究
(1)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?
压力 N1、木板对小球的支持力 N2′,小球处于平衡状态,即 N1 与 N2′的合力与球的重力大小
鲁科版高中物理必修一《平衡条件的应用》力与平衡PPT
选取球为 对球进行受力分析，作 根据有向线段的长度 思路点拨：研究对象 ⇨ 出受力的矢量三角形 ⇨ 变化判断力的变化
第十五页，共四十二页。
16
B [球受到重力 G、墙 AC 对球的弹力 N1′和板 BC 对球的支持力 N2′，如图甲所示．
甲
乙
在将板 BC 逐渐放至水平的过程中，球始终处于平衡状态，G、N1′、 N2′经过平衡可构成一系列封闭的矢量三角形，如图乙所示，由图乙可以 看出，N1′、N2′都逐渐减小．由力的相互作用可知，N1＝N1′，N2＝ N2′，所以 N1、N2 都逐渐减小．故选项 B 正确．]
第四页，共四十二页。
5
【例 1】 沿光滑的墙壁用网兜把一个足球挂在 A 点，如图所示，足 球的质量为 m，网兜的质量不计，足球与墙壁的接触点为 B，悬绳与墙壁 的夹角为 α，求悬绳对球的拉力和墙壁对球的支持力．
思路点拨：①球处于静止状态，所受合外力为零． ②选取球为研究对象可采用合成法、分解法、正交分解法求解．
第二页，共四十二页。
3
合作探究 攻重难
第三页，共四十二页。
4
静态平衡 1．静态平衡的定义 静态平衡是指物体在共点力的作用下保持静止状态时的平衡． 2．静态平衡的理解 (1)运动学特征：处于静态平衡的物体速度为零． (2)平衡条件：处于静态平衡的物体所受的合力为零． (3)实例：日常生活中，三角形支架以其优越的平衡稳定性被广泛采 用．如：大型展览馆、体育馆屋顶的钢架结构，马路边的路灯支架，建筑 工地的塔吊支架等静态平衡装置大多采用三角形结构．
第十四页，共四十二页。
15
【例 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 N1，球对木板的压力为 N2.在将木板 BC 逐渐放至水 平的过程中，下列说法正确的是( )
第十五页，共四十二页。
16
B [球受到重力 G、墙 AC 对球的弹力 N1′和板 BC 对球的支持力 N2′，如图甲所示．
甲
乙
在将板 BC 逐渐放至水平的过程中，球始终处于平衡状态，G、N1′、 N2′经过平衡可构成一系列封闭的矢量三角形，如图乙所示，由图乙可以 看出，N1′、N2′都逐渐减小．由力的相互作用可知，N1＝N1′，N2＝ N2′，所以 N1、N2 都逐渐减小．故选项 B 正确．]
第四页，共四十二页。
5
【例 1】 沿光滑的墙壁用网兜把一个足球挂在 A 点，如图所示，足 球的质量为 m，网兜的质量不计，足球与墙壁的接触点为 B，悬绳与墙壁 的夹角为 α，求悬绳对球的拉力和墙壁对球的支持力．
思路点拨：①球处于静止状态，所受合外力为零． ②选取球为研究对象可采用合成法、分解法、正交分解法求解．
第二页，共四十二页。
3
合作探究 攻重难
第三页，共四十二页。
4
静态平衡 1．静态平衡的定义 静态平衡是指物体在共点力的作用下保持静止状态时的平衡． 2．静态平衡的理解 (1)运动学特征：处于静态平衡的物体速度为零． (2)平衡条件：处于静态平衡的物体所受的合力为零． (3)实例：日常生活中，三角形支架以其优越的平衡稳定性被广泛采 用．如：大型展览馆、体育馆屋顶的钢架结构，马路边的路灯支架，建筑 工地的塔吊支架等静态平衡装置大多采用三角形结构．
第十四页，共四十二页。
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【例 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 N1，球对木板的压力为 N2.在将木板 BC 逐渐放至水 平的过程中，下列说法正确的是( )
2016-2017学年鲁科版必修15.3-4力的平衡平衡条件的应用课件(54张)
小球的速度为零，小球是否处于平衡状态?
提示：小球在最高点时，速度为零，仍受重力作用，没有处于平衡状 态。
【归纳总结】
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
B.
【正确解答】选C。物体在某时刻的速度为零，所受合力不一定为零，
故不一定处于平衡状态，A错误；物体相对于另一物体静止，则说明
该物体与另一物体具有相同的速度和加速度，也不一定处于平衡状态，
B错误；物体做匀加速运动时，加速度不为零，一定不是平衡状态， D
错误；只有C满足平衡条件，C(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。
【过关训练】
1.下列说法正确的是 ( )
【补偿训练】下列物体中处于平衡状态的是 A.静止在粗糙平面上的物体 B.沿光滑斜面自由下滑的物体 C.在粗糙的水平面上匀加速运动的木块
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：
【典例示范】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时，物体一定处于平衡状态
5.4 平衡条件的应用 —鲁科版高中物理必修一课件(共26张PPT)
N=Gcos60º+Fsin60º=546N X方向：f+F1=G1 即
μN+Fcos60º=Gsin60º
G1
G
得μ=0.27
练习2、如图所示，一个半径为r，重为
G的圆球被长为2r的细线悬挂在墙上， 求细线对球的拉力F1和墙对球的压力F2.
解：物体受力如图:细线对
球的拉力F和墙对球的支持 力N的合力F合
(2)由f=μN得 μ=f/N=0.75
F
GF A、合成N与f B、合成N与G C、合成G与f
思考：斜面倾角减小时，G、N、f如何变化？ 如果斜面倾角增大时，G、N、f如何变化？
解法二：分解法
(1)由共点力的平衡条件可知： N=G2= G cos37º=8N f=G1=Gsin37º=6N
(2)由f=μN得 μ=f/N=0.75
大小相等，方向相反，作用在同一条直线。上
１、物体的静态平衡 物体处于静止状态
N
G
N=G F合=0
物体处于匀速运动状态
2、物体的动态平衡 f
G
匀速降落的跳伞运动员
f=G F合=0
3
驶的快
艇
f
F
G
水平方向：非平衡态
有 F>f F合X≠0
竖直方向：平衡态（静止） 有 F浮=G F合y=0
显示坐标系 显示分力
例题2：如图所示：某装卸工人推着质量为m的木箱在
水平地面上匀速运动。已知木箱与地面间的动摩擦因数
为μ，该工人的推力与水平面间的夹角为α，重力加速度
为g，求：推力F的大小。
N
解： 水平方向：F1=f
即Fcosα=f ……①
F1 α
f
竖直方向：N=mg+F2 即 F
鲁科版(2019)高中物理必修第一册第4章实验：探究两个互成角度的力的合成规律课件
当 堂
达
合 间的夹角大小也适中，所以 B 正确，C、D 错误．
·
标
作
固
探 究
[答案] (1)BC (2)B
双 基
攻 重 难
返 首 页
·
21
·
自 主 预 习
探 新
【例 2】 在做“探究求合力的方法”实验时：
当
知
堂
(1)除已有的器材(方木板、白纸、弹簧测力计、细绳、刻度尺、
达 标
·
合
作
固
探 图钉和铅笔)外，还必须有________和________．
探 新
橡皮条伸长，结点到达某一位置 O，记录下 O 点的位置，读出两个
当
知
堂
弹簧测力计的示数；
达 标
·
合
作
固
探
D．按选好的标度，用铅笔和刻度尺作出两只弹簧测力计的拉力 双
究
基
攻 重
F1 和 F2 的图示，并用平行四边形定则求出合力 F；
难
返 首 页
·
36
·
自
主
预
习
探
E．只用一只弹簧测力计，通过细绳套拉橡皮条使其伸长，读出
探 新
复做几次，使橡皮条拉到相同的长度看弹簧测力计读数有无变化．
当
知
堂
4．弹簧测力计夹角范围：用两个弹簧测力计钩住细绳套互成角
达 标
·
合
作
固
探 度地拉橡皮条时，其夹角不宜太小，也不宜太大，以 60°到 120°之间 双
究
基
攻 为宜．
重 难
返 首 页
·
14
·
自
主
预
高中物理 4-3《力的平衡》课件 鲁科版必修1
F3 F2 F2
3、三个共点力作用下物体的平衡条件
猜想 假设 实验 设计 收集 证据
四人一组,比一比哪组又准又快
3、三个共点力作用下物体的平衡条件
实验和理论得出结论:
共点力作用下物体的平衡条件为:F合=0 处理力的主要方法: 1、F12=F3(F12表示F1、F2的合力） 2、F1=F31(F31表示F3在F1方位上的分力) F2=F32 3、F1、F2、F3构成闭合的三角形
第 5章
第3节
力的平衡
第3节
力的平衡
1、物体的平衡状态
静止 匀速直线运动。
N
2、二力平衡
大小相等 方向相反 同一直线 一对平衡力的合力为零
G
站立
匀速升空
力的平衡是物体平衡的本质条件，物体平衡是力平衡的效果
3、三个共点力作用下物体的平衡条件
猜想 假设 实验 设计 方案1 方案2 方案3 F1 F1 F3
）
A、几个力的作用点在同一点上，这几个力是共点力 B、几个力作用在同一物体上的不同点，这几个力一定不是 共点力 C、几个力作用在同一物体上的不同点，但这几个力的作用 线或作用线的延长线交于一点，这几个力也是共点力 D、物体受到两个力的作用，当二力平衡时，这两个力的一 定是共点力。
3、n个共点力作用在一个质点，使质点处于平衡状态。 当其中的F1逐渐减小时，物体所受的合力（ ） A、逐渐增大，与F1同向 B、逐渐增大，与F1反向 C、逐渐减小，与F1同向 D、逐渐减小，与F1反向
解法３ 对结点分析(如图) 由共点力的平衡条件知： 平移各力后一定是封闭的三角形
A
B
F2
0 C
F1 T
由三角函数可得 F1=Tcos 600 F2=Tsin600 代入数据，可解得
高中物理第4章力与平衡第4节平衡条件的应用课件鲁科版必修
地飞翔在蓝天上。关于风筝在空中受力情况的图示正确的是
(
)。
【解析】风筝要平稳地飞翔在蓝天上,所受这三个力的合力
应该为零,任意两力必定分居于第三个力两侧,故只有 A 项正确。
【答案】A
【点评】解决本题的关键是知道物体处于平衡状态时,合力
为零。
3.(考查多个力的平衡条件)共点的五个力平衡,则下列说法中不
图如图乙所示。均匀的圆柱体的重心在圆柱体的几何中心,方木
块对圆柱体的支持力和竖直墙壁对圆柱体的支持力均与接触面
垂直,也指向圆心,所以这三个力是共点力。
知识链接:若物体受到不平行的三个力作用并处于平衡状态,
则这三个力必定是共点力。
主题 3:物体在某方向的平衡
问题:汽车在平直的路面上启动后加速行驶,汽车受到几个
一个力总小于或等于另外两力之和,而大于或等于另外两力之差,
故 C 项不可能使物体处于平衡状态。
【答案】C
【点评】本题中三个力的方向是可以任意改变的。
2. (考查物体的受力分析)“阶下儿童仰面时,清明妆点正堪宜。
游丝一断浑无力,莫向东风怨别离。”这是《红楼梦》中咏风筝
的诗。风筝在风力 F、线的拉力 T 以及重力 G 的作用下,能够平稳
拓展一:正交分解法的应用
1.如图甲所示,置于倾角θ=37°的斜面上的物体,质量 m=8
kg,在水平力 F 作用下保持静止。
已知 sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,
重力加速度 g=10 m/s2,试求出下列情形中物体与斜面之间的静摩
擦力 f 的大小。
甲
(1)F=50 N。
(2)F=60 N。
形表面光滑,而与地面接触的下表面粗糙。在光滑竖直墙壁与柱
体之间放置一质量为 m 的球体,系统处于平衡状态。若使柱体向
(
)。
【解析】风筝要平稳地飞翔在蓝天上,所受这三个力的合力
应该为零,任意两力必定分居于第三个力两侧,故只有 A 项正确。
【答案】A
【点评】解决本题的关键是知道物体处于平衡状态时,合力
为零。
3.(考查多个力的平衡条件)共点的五个力平衡,则下列说法中不
图如图乙所示。均匀的圆柱体的重心在圆柱体的几何中心,方木
块对圆柱体的支持力和竖直墙壁对圆柱体的支持力均与接触面
垂直,也指向圆心,所以这三个力是共点力。
知识链接:若物体受到不平行的三个力作用并处于平衡状态,
则这三个力必定是共点力。
主题 3:物体在某方向的平衡
问题:汽车在平直的路面上启动后加速行驶,汽车受到几个
一个力总小于或等于另外两力之和,而大于或等于另外两力之差,
故 C 项不可能使物体处于平衡状态。
【答案】C
【点评】本题中三个力的方向是可以任意改变的。
2. (考查物体的受力分析)“阶下儿童仰面时,清明妆点正堪宜。
游丝一断浑无力,莫向东风怨别离。”这是《红楼梦》中咏风筝
的诗。风筝在风力 F、线的拉力 T 以及重力 G 的作用下,能够平稳
拓展一:正交分解法的应用
1.如图甲所示,置于倾角θ=37°的斜面上的物体,质量 m=8
kg,在水平力 F 作用下保持静止。
已知 sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,
重力加速度 g=10 m/s2,试求出下列情形中物体与斜面之间的静摩
擦力 f 的大小。
甲
(1)F=50 N。
(2)F=60 N。
形表面光滑,而与地面接触的下表面粗糙。在光滑竖直墙壁与柱
体之间放置一质量为 m 的球体,系统处于平衡状态。若使柱体向
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第3节 力的平衡 第4节 平衡条件的应用
K12课件
1
情景导入
思维导图
在自然界中,物体存在的形
式是多种多样的,如矗立的
岩石,马路上加速的汽车,
匀速上升的电梯等等。我
们描述某些物体状态时常
用“平衡”这个词。日常生
活中哪些物体是平衡的?在
物理学中“平衡”这个词究
竟是什么含义呢?
K12课件
2
填一填
练一练
一、共点力作用下物体的平衡条件(见课本第89~90页) 1.平衡状态:如果一个物体保持静止或做匀速直线运动,则这个物体 就处于平衡状态。 2.共点力作用下的物体平衡条件:物体所受的合力为零,即F合=0。 3.力的平衡:作用在物体上的几个力的合力为零,这种情况叫做力的 平衡。
K12课件
3
填一填
练一练
() A.人受到的重力和气流对人向上的力 B.地球对人的吸引力和人对地球的吸引力 C.人受到的重力和人对气流向下的力 D.人对气流向下的力和气流对人向上的力 解析:人处于静止状态,受到重力和气流对人向上的力,二力是一
对平衡力,故选A。 答案:A
K12课件
6
探究一
探究二
探究三
问题导引 名师精讲 典例剖析
于非平衡状态,故选项B错误,选项C正确;物体处于平衡状数无关,选项D错误。
K12课件
11
答案:C
探究一
探究二
探究三
问题导引 名师精讲 典例剖析
K12课件
12
探究一
探究二
探究三
问题导引 名师精讲 典例剖析
变式训练1 五个共点力在同一平面内作用于物体上,恰好使物 体处于平衡状态,以下说法不正确的是( )
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。
K12课件
9
探究一
4
填一填
练一练
三、平衡条件的应用(见课本第94~95页) 1.物体的静态平衡。 物体所受力的合力为零,处于静止的平衡状态。 2.物体在某方向的平衡。 运动的物体在某一方向上合力为零时,在该方向上处于平衡状态。
K12课件
5
填一填
练一练
“竖直风洞”喷出竖直向上的气流能将体验者悬空“托起”。假定 某段时间体验者恰好在空中静止,则下述各对力中属于平衡力的是
二、平衡的种类和稳度(见课本第91~92页)
1.平衡的种类。
(1)A位置的平衡是不稳定平衡。
(2)B位置的平衡是稳定平衡。
(3)C位置的平衡是随遇平衡。
2.稳度及影响稳度的因素。
(1)稳度:物体的稳定程度。
(2)影响因素:a.重心的高度,重心越低,稳度越大。b.支
持面的大小,支持面越大,稳度越K1大2课。件
K12课件
8
探究一
探究二
探究三
问题导引 名师精讲 典例剖析
2.物体的平衡条件
(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
K12课件
15
探究一
探究二
探究三
问题导引 名师精讲 典例剖析
【例题2】 导学号93960070(多选)如图(a)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( )
对平衡状态和平衡条件的理解
列车停靠在甲站,某时刻起沿水平直线轨道从甲站驶往乙站。列
车经历了启动加速过程,以一定的速度平稳行驶,再减速进站,最后
停在乙站。全过程中哪些阶段列车是处于平衡状态的?
K12课件
7
探究一
探究二
探究三
问题导引 名师精讲 典例剖析
1.物体的平衡状态 (1)平衡状态:一个物体在共点力作用下保持静止或匀速直线运动 状态,则这个物体就处于平衡状态。如光滑水平 面上匀速滑动的物块,沿斜面匀速下滑的木箱,天花板上悬挂的 吊灯等。这些物体都处于平衡状态。 (2)平衡状态与力的平衡。
K12课件
13
探究一
探究二
探究三
问题导引 名师精讲 典例剖析
平衡条件的应用
如图所示,一名骑独轮车的杂技演员在空中钢索上表演,让人瞠目
结舌,惊叹不已。试分析演员手中拿和不拿曲杆,稳度有变化吗?
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探究一
探究二
探究三
问题导引 名师精讲 典例剖析
求解共点力平衡问题的一般步骤
1.选取研究对象。 2.对所选取的研究对象进行受力分析,并画出受力图。 3.对研究对象所受的力进行处理。一般情况下需要建立合适的 直角坐标系,对各力按坐标轴进行正交分解。 4.建立平衡方程。若几个力作用在同一直线上,可直接用F合=0列 方程;若几个力不在同一直线上,可用Fx合=0和Fy合=0列出方程组。 5.对方程(组)求解,必要时对解进行讨论。
A.其中任意四个力的合力一定与第五个力等大、反向 B.其中任意三个力的合力一定与其他两个力的合力等大、反向 C.这五个力经平移一定能构成首尾相连的封闭五边形 D.若去掉其中两个力,剩下的三个力一定不能使物体平衡 解析:根据平衡条件知五个力的合力为零,选项A、B、C中结论 是正确的。对于选项D,如果去掉的是一对平衡力,则其余三个力仍 可以使物体平衡,所以选项D的说法不正确,应选D。 答案:D
D.该物体处于平衡状态时,所受共点力的个数一定是偶数
解析:处于平衡状态的物体,从运动形式上看,是处于静止或保持
匀速直线运动的状态,从受力上看,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
错误;物体相对于另一物体静止时,该物体不一定处于平衡状态,如
当另一物体做变速运动时,该物体也做相同的变速运动,此物体处
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【例题1】 导学号93960069某物体受到共点力的作用,下列说法
中正确的是( )
A.该物体的速度在某一时刻等于零时,一定处于平衡状态
B.该物体相对另一物体保持静止时,一定处于平衡状态
C.该物体所受合力为零时,就一定处于平衡状态
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1
情景导入
思维导图
在自然界中,物体存在的形
式是多种多样的,如矗立的
岩石,马路上加速的汽车,
匀速上升的电梯等等。我
们描述某些物体状态时常
用“平衡”这个词。日常生
活中哪些物体是平衡的?在
物理学中“平衡”这个词究
竟是什么含义呢?
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2
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一、共点力作用下物体的平衡条件(见课本第89~90页) 1.平衡状态:如果一个物体保持静止或做匀速直线运动,则这个物体 就处于平衡状态。 2.共点力作用下的物体平衡条件:物体所受的合力为零,即F合=0。 3.力的平衡:作用在物体上的几个力的合力为零,这种情况叫做力的 平衡。
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() A.人受到的重力和气流对人向上的力 B.地球对人的吸引力和人对地球的吸引力 C.人受到的重力和人对气流向下的力 D.人对气流向下的力和气流对人向上的力 解析:人处于静止状态,受到重力和气流对人向上的力,二力是一
对平衡力,故选A。 答案:A
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于非平衡状态,故选项B错误,选项C正确;物体处于平衡状数无关,选项D错误。
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答案:C
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变式训练1 五个共点力在同一平面内作用于物体上,恰好使物 体处于平衡状态,以下说法不正确的是( )
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。
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4
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三、平衡条件的应用(见课本第94~95页) 1.物体的静态平衡。 物体所受力的合力为零,处于静止的平衡状态。 2.物体在某方向的平衡。 运动的物体在某一方向上合力为零时,在该方向上处于平衡状态。
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“竖直风洞”喷出竖直向上的气流能将体验者悬空“托起”。假定 某段时间体验者恰好在空中静止,则下述各对力中属于平衡力的是
二、平衡的种类和稳度(见课本第91~92页)
1.平衡的种类。
(1)A位置的平衡是不稳定平衡。
(2)B位置的平衡是稳定平衡。
(3)C位置的平衡是随遇平衡。
2.稳度及影响稳度的因素。
(1)稳度:物体的稳定程度。
(2)影响因素:a.重心的高度,重心越低,稳度越大。b.支
持面的大小,支持面越大,稳度越K1大2课。件
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2.物体的平衡条件
(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
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【例题2】 导学号93960070(多选)如图(a)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( )
对平衡状态和平衡条件的理解
列车停靠在甲站,某时刻起沿水平直线轨道从甲站驶往乙站。列
车经历了启动加速过程,以一定的速度平稳行驶,再减速进站,最后
停在乙站。全过程中哪些阶段列车是处于平衡状态的?
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1.物体的平衡状态 (1)平衡状态:一个物体在共点力作用下保持静止或匀速直线运动 状态,则这个物体就处于平衡状态。如光滑水平 面上匀速滑动的物块,沿斜面匀速下滑的木箱,天花板上悬挂的 吊灯等。这些物体都处于平衡状态。 (2)平衡状态与力的平衡。
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如图所示,一名骑独轮车的杂技演员在空中钢索上表演,让人瞠目
结舌,惊叹不已。试分析演员手中拿和不拿曲杆,稳度有变化吗?
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求解共点力平衡问题的一般步骤
1.选取研究对象。 2.对所选取的研究对象进行受力分析,并画出受力图。 3.对研究对象所受的力进行处理。一般情况下需要建立合适的 直角坐标系,对各力按坐标轴进行正交分解。 4.建立平衡方程。若几个力作用在同一直线上,可直接用F合=0列 方程;若几个力不在同一直线上,可用Fx合=0和Fy合=0列出方程组。 5.对方程(组)求解,必要时对解进行讨论。
A.其中任意四个力的合力一定与第五个力等大、反向 B.其中任意三个力的合力一定与其他两个力的合力等大、反向 C.这五个力经平移一定能构成首尾相连的封闭五边形 D.若去掉其中两个力,剩下的三个力一定不能使物体平衡 解析:根据平衡条件知五个力的合力为零,选项A、B、C中结论 是正确的。对于选项D,如果去掉的是一对平衡力,则其余三个力仍 可以使物体平衡,所以选项D的说法不正确,应选D。 答案:D
D.该物体处于平衡状态时,所受共点力的个数一定是偶数
解析:处于平衡状态的物体,从运动形式上看,是处于静止或保持
匀速直线运动的状态,从受力上看,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
错误;物体相对于另一物体静止时,该物体不一定处于平衡状态,如
当另一物体做变速运动时,该物体也做相同的变速运动,此物体处
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【例题1】 导学号93960069某物体受到共点力的作用,下列说法
中正确的是( )
A.该物体的速度在某一时刻等于零时,一定处于平衡状态
B.该物体相对另一物体保持静止时,一定处于平衡状态
C.该物体所受合力为零时,就一定处于平衡状态