33共点力平衡教案

1.系统平动平衡：确定研究对象、整体和隔离法的应用2. 物体受共点力的平衡条件3. 共点力三力平衡：三角函数应用与最小值的确定7. 物体受共点力：力平衡的几种运动状态1、知道共点力作用下物体的平衡概念，掌握在共点力作用下物体的平衡条件2、知道如何用实验探索共点力作用下的物体的平衡条件3、应用共点力的平衡条件解决具体问题---- -------- —-一—— ----------------------------- —-■■—— ------------------------------- ----共点力平衡的特点及一般解法1、 力的合导入分解法：对于三力平衡，一般根据任意两个力的合力与第三力等大反向”的关系，借助三角函数、相似三角形等手段求解； 或将某一个力分解到另外两个力的反方向上， 得到这两个分力必与另外两个力等大、 反向；对于多个力的平衡，利用先分解再合成的正交分解法。

2、 力汇交原理：如果一个物体受三个不平行外力的作用而平衡，这三个力的作用线必在同 一平面上，而且必有共点力。

3、 正交分解法：将各力分解到X 轴上和y 轴上，运用两坐标轴上的合力等于零的条件适用学科 高中物理 适用年级.口. 高 适用区域人教版区域 课时时长（分钟） 2课时教学难点学会正确受力分析、正交分解及综合应用教学过程知识点4.共点力三力平衡: 勾股定理的应用5.共点力三力平衡: 力的三角形和几何三角形的相似关系的应用6. 共点力多力平衡: 正交分解方法的应用教学目标教学重点(V Fx Fy =0)多用于三个以上共点力作用下的物体的平衡。

值得注意的是，对X、y方向选择时，尽可能使落在x、y轴上的力多；被分解的力尽可能是已知力。

4、矢量三角形法：物体受同一平面内三个互不平行的力作用平衡时，这三个力的矢量箭头首尾相接恰好构成三角形，则这三个力的合力必为零，利用三角形法求得未知力.二、知识讲解共点力(一)考点解读几个力都作用在物体的同一点上，或者虽不作用在同一点上，但它们的延长线交于一点，则这几个力称为共点力.运动状态未发生改变，即a =0。

表现：静止或匀速直线运动，在重力、弹力、摩擦力作用下的平衡，分析重点在于对平衡条件的应用。

考点1共点力平衡(共:点力考点详析1•平衡状态：物体保持静止或匀速直线运动状态.2•共点力的平衡条件:fy= 0.3.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，这两个力必定大小相等，方向相反，作用在一条直线上.(2) 三力平衡如果物体在三个互不平行的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、作用在同一条直线上.(3) 多力平衡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、作用在一条直线上第页摩擦力在平衡问题中的表现这类问题是指平衡的物体受到了包括摩擦力在内的力的作用。

在共点力平衡中，当物体虽然静止但有运动趋势时，属于静摩擦力；当物体滑动时，属于动摩擦力。

由于摩擦力的方向要随运动或运动趋势的方向的改变而改变，静摩擦力大小还可在一定范围内变动，因此包括摩擦力在内的平衡问题常常需要多讨论几种情况，要复杂一些。

因此做这类题目时要注意两点①由于静摩擦力的大小和方向都要随运动趋势的改变而改变，因此维持物体静止状态所需的外力允许有一定范围；又由于存在着最大静摩擦力，所以使物体起动所需要的力应大于某一最小的力。

总之，包含摩擦力在内的平衡问题，物体维持静止或起动需要的动力的大小是允许在一定范围内的，只有当维持匀速运动时，外力才需确定的数值。

②由于滑动摩擦力F「F N，要特别注意题目中正压力的大小的分析和计算，防止出现错误④在x- t 图象中，某时刻的速度等于此时刻所对应的图线的斜率.考点3整体法和隔离法整体法和隔离法的选用技巧当物理情境中涉及物体较多时，就要考虑采用整体法和隔离法.研究外力对物体系统的作用⑴整体法［各物体运动状态相同分析系统内各物体、各部分间的相互作用⑵隔离法「各物体的运动状态不同必须将物体从系统中隔离出来，单独地进行受力分析，列出方程.(3)整体法和隔离法的交替运用对于一些复杂问题，比如连接体问题，通常需要多次选用研究对象，这样整体法和隔离法要交替使用.考点4共点力平衡问题的解题思路共点力作用下物体平衡的一般解题思路、例题精析如图所示1加装保护器”的飞机在空中发生事故失去动力时，上方的降落伞就会自动弹出。

已知一根伞绳能承重2019N ,伞展开后伞绳与竖直方向的夹角为37°,飞机的质量约为8吨。

忽略其他因素，仅考虑当飞机处于平衡时，降落伞的伞绳至少所需的根数最接近于（）（图中只画出了2根伞绳，sin37丄0.6,cos37 =0.8）A. 25B. 50C. 75D. 100【答案】B【解析】试题分析：飞机处于平衡时，伞绳的拉力的合力与飞机的重力大小相等，一根伞绳最大拉力的竖直分量为= T600N，所以需要的根数为8000kg x 10m/s2----------------------- =501600N【点睛】：共点力的平衡、力的合成与分解例题2 一如图所示，自动卸货车静止在水平地面上，车厢在液压机的作用下，倾角B缓慢增大，在货物m相对车厢仍然静止的过程中，下列说法正确的是（）A. 货物受到的摩擦力变小B.货物对车厢的压力变小C.地面对车的摩擦力增大D.地面对车的支持力增大【答案】D【解析】试题分析：对车和货物的整体而言，地面对车的支持力等于车和货物的重力，故车对地面的压力不变，水平方向车不受摩擦力作用，选项AC错误；货物受到的摩擦力为⑴胪⑴故随「角缓慢增大，货物受到的摩擦力变大，选项F N二mgcosQ 「的压力为. ，故随「角缓慢增大，货物对车厢压力变小，选项D正确；故选D.【点睛】：物体的平衡。

例题3 |0 = 30°如图所示，倾角的斜面上有一重为G的物体，在与斜面底边平行的水平推力作用CD二45°下沿斜面上的虚线匀速运动，若图中｝•，则A.物体所受摩擦力方向平行于斜面沿虚线向上B. 物体与斜面间的动摩擦因数C. 物体所受摩擦力方向与水平推力垂直且平行斜面向上B对。

B错误；货物对车厢D. 物体与斜面间的动摩擦因数【答案】AD【解析】试题分析：对物块进行受力分析，如图所示：物块在重力G、斜面的支持力N、推力F、沿虚线方向上的摩擦力£共同作用下沿斜面上的虚线匀速运动，因为G，N，F三力的合力方向向下，故摩擦力£方向沿斜面虚线向上，故 A 正确；G]现将重力分解为沿斜面向下且垂直于底边（也垂直于推力F）的下滑力、垂直与斜面的G2力•，如图所示：G2G] f其中’恰好把N平衡掉了，这样可视为物体在推力F、下滑力I、摩擦力三个力作用下沿斜面上的虚线匀速运动，Q f根据三力平衡特点，F与I的合力必沿斜面向下，同时摩擦力只能沿斜面向上，故选项AG】卜合-^45^ _f二屣对BC错；根据几何关系，F与'的合力，即. ，f v；2Gsin30D J6p ——— ------------------ ——故物体与斜面间的动摩擦因数^ ，故选项D正确。

考点：共点力平衡的条件及其应用、物体的弹性和弹力【点睛】：本题意在考查动态平衡问题，考查学生利用平衡条件求力的能力及空间想象能力，解答的关键是把空间的受力关系能转化为平面内的受力关系。

例题4某同学在单杠上做引体向上，如图所示•其中双臂用力最小的是【答案】B【解析】试题分析：由于同学所受重力大小一定，即双臂用力产生的合力大小与重力大小相同；由矢量合成的平行四边形法则可知，B项正确、ACD项错误；应选B。

考点：本题考查了力的合成的相关知识。

【点睛】：明确双臂用力产生的合力大小与重力大小相同，由平行四边形法则可知要使双臂用力最小就要使双臂于重力方向相反。

四、课堂运用1、基础所示，木箱放在自动扶梯的水平台阶上，随台阶向上做匀速直线运动，则台阶对木箱的作用力（）A .大于木箱的重力B .大于木箱对台阶的作用力C.小于木箱对台阶的作用力D •与木箱对台阶的作用力大小相等【答案】D【解析】台阶对木箱的作用力与木箱对台阶的作用力是一对作用力和反作用力，根据牛顿第三定律知它们的大小相等，方向相反，故ABC错误，D正确2、如图，一个质量为m的均匀光滑小球处于静止状态，三角劈与小球的接触点为P,小球重心为O, PO的连线与竖直方向的夹角为则三角劈对小球的弹力（）A .方向竖直向上，大小为mgB. 方向竖直向上，大小为mgcos 0C. 方向沿PO向上，大小为丄二COS yD. 方向沿PO向上，大小为mgtan 0【答案】C【解析】对小球受力分析，三角劈对小球的弹力方向沿PO向上，采用合成法，如图：由几何知识得：N i=cos日3、如图所示，一个物体受F i和F2两个互相垂直的共点力作用，其F i=3N , F2=4N .这两个力的合力大小为（）A. 1NB. 5 NC. 7ND. 12N【答案】B【解析】根据勾股定理有：F=.*「=［、J=5N，故B正确，ACD错误巩固1、如图所示，物体A和B质量均为m,且分别与轻绳连接跨过光滑轻质定滑轮，B放在水平面上，A与悬绳竖直。

用力F拉B沿水平面向左匀速运动的过程中，绳对A的拉力的大小是（A .大于mgB .总等于mgC.小于mg D .以上三项都不正确【答案】A【解析】将B的运动分解为沿绳子方向的运动，以及垂直绳子方向运动即绕滑轮的转动，如图解得V2=VC0S 0由于0不断变小，故V2不断变大；由于物体A的速度等于v2,故物体A加速上升，加速度向上，即物体A处于超重状态，故绳子的拉力大于mg。

2、用两段等长的轻质细线将a、b两小球连接并悬挂于0点，小球a、b分别受到水平向右的拉力F i和水平向左的拉力F2的作用，系统平衡时两小球的位置情况如图所示，此时上、下两段细线中的张力大小之比为4：3，则a、b两小球的质量之比为（）A. 3: 1 B . 1: 3 C. 2: 3 D . 3: 4【答案】B【解析】a受到F1水平向右的力，b受到F2的水平向左的力，分析受力如图：设Oa绳与竖直方向的夹角为a,则由平衡条件得：T a cos a== m a+m b）g以b球为研究对象，设ab绳与竖直方向的夹角为则由平衡条件得：T b Cos 3 =b g,由于oa=ab，由几何关系得到：a =3m* 1联立解得：，故B正确，ACD错误。

叫3故选：B。

3、如图所示，一根橡皮筋的两端用铁钉固定在竖直墙上（端点A、B在同一水平线上），在橡皮筋中点悬挂一个钩码，钩码将保持静止状态，若把B端沿水平线缓慢向右移动一段距离后加以固定，钩码仍然保持静止状态，假定钩码和橡皮筋与墙都没有接触，钩码和橡皮筋之间是光滑接触，下列说法正确的是（）A . B端移动后橡皮筋受到的张力变大B . B端移动后橡皮筋之间的夹角变小C. B端移动后钩码受到的合力变大D . B端移动后橡皮筋对钩码的作用力变小【答案】A【解析】AB 、由平衡条件可知，两根橡皮筋拉力的合力与钩码的重力等大反向，是一定的， B 端移动后橡皮筋之间的夹角变大， 根据力的平行四边形定则可知， 当两分力间的夹角在增大时，导致两分力大小在增大，因此橡皮筋受到的张力变大。