第1节 物体系统的平衡问题
高中物理平衡讲解教案模板
高中物理平衡讲解教案模板
教学内容：平衡
目标：掌握力的平衡条件及相关公式，能够应用平衡条件解决物理问题。
一、引入：
1. 展示一幅力的图示，在学生中引起讨论，让学生简单描述力的作用及平衡的概念。
2. 通过实验让学生观察不同物体在平衡和不平衡状态下的表现，引导学生思考平衡的条件是什么。
二、讲解：
1. 力的平衡条件：物体处于平衡状态时，合力和合力矩均为零。
2. 平衡的公式：对于平衡的物体，可以利用力矩平衡条件来解决问题。
3. 案例分析：通过具体的例题讲解如何应用平衡条件解决力的问题，包括静止平衡和动态平衡的区别。
三、练习：
1. 让学生在教师的指导下进行一些简单的练习，巩固所学内容。
2. 分组讨论一些实际生活中的力的平衡问题，鼓励学生合作解决问题并展示解决方案。
四、总结：
1. 总结本节课的重点内容，强调力的平衡条件和解决问题方法。
2. 引导学生思考学到的物理知识如何应用到日常生活中。
五、作业：
1. 布置相关作业，包括练习题和思考题，巩固所学内容。
2. 鼓励学生自主学习，通过尝试解决实际问题来提高对平衡的理解和应用能力。
六、拓展：
1. 鼓励学生进行拓展研究，了解力的平衡在不同领域的应用，例如建筑工程、机械设计等。
2. 鼓励学生发现身边的平衡现象，并观察、记录并解释这些现象。
通过以上教案设计，可以有效引导学生掌握力的平衡条件及相关公式，培养学生的问题解决能力和应用能力，提高学生的物理学习兴趣和自主学习能力。
第1节3讲平面汇交力系-力线平移
c
A
D
300
E
B
2m
1m
1m F
P
图2-16
【 解】（1）取AB梁为研究对象。 A （2）画受力图。 FAx 未知量三个： FAy FAy FT FAx
独立的平衡方程数也是三个。 （3）列平衡方程，选坐标如图所示。
FT
D
300
E
B
P
F
X Y
0
0
FAx FT cos 30 0 0 FAy FT sin 30 0 P F 0 M A (F ) 0 FT AB sin 30 0 P AD F AE 0
300
E
A B
(F ) 0 (F ) 0
x
0
FAx
B
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱFAy
P
F
§2－5 平面平行力系的平衡条件
平面平行力系：各力的作用线在同一平面内且互 相平行的力系。 图示一受平面平行力系作用的物体，如选轴与各 力作用线垂直，显然有： F1 Fn y x F2
F
0
o
x
这样，平面平行力系的平衡 条件可写为：
FR‘
FR’ FR
O’
(b) 图2-6 合力矩定理证明图示
例2-1
图示一塔示起重机。机架m1=50t，重心在o点。 已知起重机的最大起吊质量m2=25t，欲使起重 机在空载与满载时都不会翻到，平衡锤的质量 m3 应如何？
c
b
o
W1
图中 a=3m,b=1.5m, c=6m, l=10m, W=m2g, P =m3g W1=m1g。
（1）
（2）
（3）
由（3）解得
平衡问题高中物理教案
平衡问题高中物理教案
主题：平衡问题
目标：学生能够理解和应用力的平衡条件，解决各种平衡问题。
教学重点：
1. 目的是让学生理解力的平衡条件，并能够通过分析解决平衡问题；
2. 强调在平衡问题中对物体受力的分析和力的平衡条件的应用。
教学难点：
1. 能够熟练应用力的平衡条件解决复杂的平衡问题；
2. 理解和应用平衡问题中的坐标系和合力的概念。
教学准备：
1. 课件、实验器材、活动题材等；
2. 提前准备好与平衡问题相关的例题和练习。
教学过程：
一、导入（5分钟）
教师通过引导学生回顾力学知识，引出平衡问题的概念，并通过实例引入平衡问题的解决方法。
二、讲解（10分钟）
教师讲解力的平衡条件的概念和使用方法，强调在平衡问题中的分析力的方向和大小，引导学生运用等效原理求解平衡问题。
三、实践（15分钟）
教师组织学生进行平衡问题的实践练习，通过实验和计算，巩固和应用所学的平衡问题解决方法。
四、讨论（10分钟）
教师引导学生讨论和分享在实践中遇到的问题和解决方法，促使学生归纳总结平衡问题解决的关键点。
五、总结（5分钟）
教师对本节课的重点和难点进行总结和梳理，强调学生需要加强的部分，并鼓励学生在课下进行更多的练习。
六、作业（5分钟）
布置作业：请学生完成相关平衡问题的练习题，加深对平衡问题解决方法的理解和应用。
教学反思：
通过这堂课的教学，学生对平衡问题的理解和应用能力得到了提高，并且通过实践中的问题解决，培养了学生的动手能力和合作意识。
在以后的教学中，可以通过更多的实践和案例引入，帮助学生更好地掌握平衡问题的解决方法。
初中物理力学平衡问题教案
初中物理力学平衡问题教案1. 知识与技能：理解力学平衡的基本概念，掌握二力平衡的条件和应用，能够分析实际问题中的平衡状态。
2. 过程与方法：通过实验和实例，探究二力平衡的条件，学会运用平衡条件解决实际问题。
3. 情感态度与价值观：培养学生的观察能力、思维能力和创新能力，激发学生对物理学的兴趣和好奇心。
二、教学重点与难点1. 教学重点：二力平衡的条件及其应用。
2. 教学难点：理解平衡状态的概念，掌握二力平衡条件的判断方法。
三、教学准备1. 教具准备：实验器材（如绳子、挂钩、滑轮等），PPT课件。
四、教学过程1. 导入新课：通过一个简单的例子，如悬挂的吊灯，引导学生思考物体在受到力的作用时如何保持平衡状态。
2. 探究二力平衡的条件：（1）实验一：让学生提着书包，感受平衡状态。
引导学生观察和记录书包受到的重力和提力，探讨二者之间的关系。
（2）实验二：使用绳子、挂钩和滑轮，搭建一个简单的力学平衡系统。
让学生观察并记录物体在平衡状态下的受力情况。
（3）分析实验结果，引导学生总结二力平衡的条件：大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上。
3. 应用二力平衡的条件：（1）实例分析：分析日常生活中常见的平衡现象，如骑自行车、跳水运动员跳板等，引导学生运用二力平衡条件解释这些现象。
（2）解决问题：让学生分组讨论，运用二力平衡条件解决一些实际问题，如物体悬挂在绳子上、物体放在倾斜面上等。
4. 总结与评价：对本节课的内容进行总结，强调二力平衡的条件及其在实际问题中的应用。
对学生的表现进行评价，鼓励学生积极参与课堂讨论和实验操作。
五、课后作业1. 复习二力平衡的条件，并能运用到实际问题中。
2. 完成课后练习题，巩固所学知识。
六、教学反思本节课通过实验和实例，引导学生探究二力平衡的条件，并学会运用平衡条件解决实际问题。
在教学过程中，要注意关注学生的学习情况，及时解答学生的疑问，培养学生的观察能力、思维能力和创新能力。
高中物理平衡题速解教案
高中物理平衡题速解教案
一、教学目标：
1.了解平衡的概念和条件。
2.掌握平衡力的求解方法。
3.能够灵活运用平衡力的概念解决物理问题。
二、教学重点：
1.平衡概念的理解。
2.平衡力的求解方法。
三、教学难点：
1.平衡力的计算与应用。
2.理解平衡的条件。
四、教学过程：
1.导入：通过示意图展示一个平衡的物体，引导学生讨论何为平衡。
2.讲解：介绍平衡的概念和平衡的条件，引导学生理解平衡力的作用。
3.实例分析：给出一个平衡的物体的示意图，分析该物体所受的各个力，引导学生求解平衡力。
4.举一反三：通过多个实例，让学生灵活应用平衡力的概念解决各种物理问题。
5.练习：针对不同难度的平衡题目，让学生自主练习，并及时纠正错误。
6.拓展：讨论平衡条件在不同场景下的应用，拓展学生的思维。
五、教学反馈：
1.针对学生在练习中的问题给予及时反馈。
2.鼓励学生积极思考，主动参与讨论。
六、教学总结：
1.总结平衡的概念和条件。
2.强调平衡力的应用和求解方法。
七、课后作业：
1.完成平衡题的练习题目。
2.思考平衡概念在日常生活中的应用。
以上为高中物理平衡题速解教案范本，希望对您有所帮助。
2建筑力学与结构(第3版)第二章平面力系的合成与平衡
第三节 平面一般力系
在平面力系中,若各力的作用线都处于同一平面内, 既不完全汇交于一点,相互间也不全部平行,此力系 称为平面一般力系(也称平面任意力系)。平面一般 力系是工程中很常见的力系,很多实际问题都可简化 成一般力系问题得以解决。
一、力的平移定理
作用在刚体上的一个力F,可以平移到同一刚体上的 任一点O,但必须同时附加一个力偶,其力偶矩等于原 力F对新作用点O的矩。这就是力的平行移动定理, 简称力的平移定理。
三、用几何法求平面汇交力系的合力
1.两个汇交力的合成
如图(a)所示,设在物体上作用有汇交于A点的两个力 F1和F2,根据力的平行四边形法则可求得合力R。用 作图法求合力矢量时,可以作图(a)所示的力的平行四 边形,而采用作力三角形的方法得到。
其作法是:选取适当的比例尺表示力的大小,按选定 的比例尺依次作出两个分力矢量F1和F2,并使二矢量
(3)主矢为零,主矩不为零。
(4)主矢与主矩均为零。
四、平面一般力系的平衡条件及平衡方程
(一)平面一般力系的平衡条件
平面一般力系向平面内任一点简化,若主矢F'和主矩 MO同时等于零,表明作用于简化中心O点的平面汇 交力系和附加力平面力偶系都自成平衡,则原力系一 定是平衡力系;反之,如果主矢F'和主矩MO中有一个 不等于零或两个都不等于零,则平面一般力系就可以 简化为一个合力或一个力偶,原力系就不能平衡。
F3的投影: X3=-F3•cos30°=-80×0.866=-69.28(N) Y3=F3•sin30°=80×0.5=40(N) F4的投影: X4=-F4•cos60°=-60×0.5=-30(N) Y4=-F4•sin60°=-60×0.866=-51.96(N) 二、合力投影定理
物体系统的平衡问题
第三章 平衡方程的应用
各种力系的独立方程数
力系 名称
独立 方程数
平面任 意力系
3
平面汇 交力系
2
平面平 行力系
2
平面 力偶系
1
空间任 意力系
q = 5kN/m， = 45；求支座 A、C 的反力和中间铰 B
处的内力。
静定多跨梁一般由几个部分梁组成，组成的次序是先 固定基本部分，后加上附属部分。仅靠本身能承受荷 载并保持平衡的部分梁称为基本部分，单靠本身不能 承受荷载并保持平衡的 部分梁称为附属部分。 求解这类问题通常是先 研究附属部分，再计算 基本部分。
第三章 平衡方程的应用
解：AB 梁是基本部分， BC 梁是附属部分。
1）先取BC梁为研究 对象，列平衡方程
n
M B (Fi ) 0
i1
F 1 FC cos 2 0
FC 14.14kN
n
Fix 0
i1 n
Fiy 0
i1
FBx FC sin 0 FBy F FC cos 0
第三章 平衡方程的应用
第一节 物体系统的平衡问题
物体系统：由若干个物体通过约束联系所组成的系 统称为物体系统，简称为物系。
内力和外力：内力和外力的概念是相对的。当取整 个系统为研究对象时，系统中物体间的相互作用为 内力。但当研究物系中某一物体或某一部分的平衡 时，物系中的其它物体或其它部分对所研究物体或 部分的作用力就成为外力，必须予以考虑。
6
对于 n 个物体组成的系统，在平面任意力系作用下， 可以列出 3n 个独立平衡方程。在平面汇交力系作用 下，可以列出 2n 个独立平衡方程。
高中物理平衡问题教案
高中物理平衡问题教案
学科：物理
年级：高中
课题：平衡问题
时间：80分钟
教学目标：
1.了解平衡的概念和条件
2.掌握平衡问题的解题方法
3.应用平衡原理解决实际问题
教学重点：
1.平衡的概念和条件
2.平衡问题的解题方法
教学难点：
1.应用平衡原理解决实际问题
教学准备：
1.教案、课件
2.平衡问题的练习题
3.实验器材：不同重量的物体、吊钩、弹簧测力计等
教学过程：
一、导入（5分钟）
介绍平衡的概念，引导学生思考平衡问题在生活中的应用。
二、讲解（20分钟）
1.讲解平衡的条件：合力为零，合力矩为零
2.介绍平衡问题的解题方法：分解力，建立坐标系等
三、实验操作（20分钟）
1.教师展示实验：使用吊钩和弹簧测力计测量物体的重量
2.学生分组进行实验操作：测量不同重量的物体的重量并记录数据
四、练习（20分钟）
1.布置平衡问题的练习题，让学生尝试解答
2.学生互相讨论和解答问题，教师在一旁指导和解释
五、总结（10分钟）
1.回顾本节课的内容，强化学生对平衡问题的掌握
2.展示一些实际问题让学生应用平衡原理解决
六、作业（5分钟）
布置作业：完成平衡问题的习题，加深对本节课内容的理解和掌握。
教学反思：
通过本节课的教学，学生应该对平衡问题有了更深入的认识，掌握了解决平衡问题的方法。
同时，也希望学生能够应用所学知识解决实际问题，加深对物理学概念的理解。
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平衡方程的应用
静定问题：若所研究的问题的未知量的数目等于 或少于独立平衡方程的数目时，则所有未知量都 能由平衡方程求出，这类问题称为静定问题。
第三章
平衡方程的应用
静不定问题：若未知量的数目多于独立平衡方程的 数目，则未知量不能全部由平衡方程求出，这类问 题称为静不定问题（或称超静定问题），总未知量 数与总独立平衡方程数两者之差称为静不定次数。
F Bx 10 kN
F By F FC cos 0
F By 10 kN
第三章 2）再取AB梁为研究 对象，列平衡方程
平衡方程的应用
M A ( Fi ) 0
i 1
2 1 M A q 2 F By 2 0 2 M A 30 kN m
n
F ix 0
i 1 n
M O ( Fi ) 0
i 1
r FS cos M 0
解得
FO x FS cos F r FO y G F 2 2 l r M r FS cos Fr
第三章
平衡方程的应用
第一节
物体系统的平衡问题
物体系统：由若干个物体通过约束联系所组成的系 统称为物体系统，简称为物系。 内力和外力：内力和外力的概念是相对的。当取整 个系统为研究对象时，系统中物体间的相互作用为 内力。但当研究物系中某一物体或某一部分的平衡 时，物系中的其它物体或其它部分对所研究物体或 部分的作用力就成为外力，必须予以考虑。 系统平衡：当整个系统平衡时，组成该系统的每一 个物体也都平衡。因此研究这类问题时，既可取系 统中的某一个物体为分离体，也可以取几个物体的 组合或取整个系统为分离体。
i 1
n
F Ax F Bx 0
F Ax 10 kN
F iy 0
i 1
n
F Ay 2 q F By 0
F Ay 20 kN
第三章
平衡方程的应用
例3-2 如图所示，一构架由杆 AB 和 BC 所组成， 载荷 F = 20kN。已知 AD = DB = 1m，AC = 2m，滑轮 半径均为 0.3m，如不计滑轮重和杆重，求 A 和 C 处 的约束反力。 解 （1）先取整体研究， 列平衡方程：
第三章
平衡方程的应用
解：AB 梁是基本部分， BC 梁是附属部分。 1）先取BC梁为研究 对象，列平衡方程
M B ( Fi ) 0
i 1
n
F 1 FC cos 2 0 FC 14 . 14 kN
n
F ix 0
F iy 0
i 1
i 1 n
F Bx FC sin 0
（2）再取 BC 杆研究，列平衡方程：
M B ( Fi ) 0
i 1
n
F T 1 . 3 FCy 2 FCx 2 0 F Ay F FCy 10 kN
FT F
FCy 10 kN
第三章
平衡方程的应用
例3-3 如图所示，曲柄连杆机构由活塞、连杆、 曲柄和飞轮组成。已知飞轮重G，曲柄OA长 r ，连杆 AB 长 l ，当曲柄 OA 在铅垂位置时系统平衡，作用于 活塞 B 上的总压力为 F，不计活塞、连杆和曲柄的重 量，求阻力偶矩 M、轴承O的反力。
M C ( Fi ) 0
i 1
n
F Ax 2 F 2 . 3 0
F ix 0
i 1 n
n
F Ax FCx 0
F Ax 23 kN
F iy 0
i 1
F A第三章
平衡方程的应用
第三章
平衡方程的应用
各种力系的独立方程数
力系 名称 独立 方程数
平面任 平面汇 平面平 平面 空间任 意力系 交力系 行力系 力偶系 意力系 3 2 2 1 6
对于n个物体组成的系统，在平面任意力系作用下， 可以列出 3n 个独立平衡方程。在平面汇交力系作用 下，可以列出 2n 个独立平衡方程。
第三章
第三章
平衡方程的应用
例3-1 多跨静定梁由 AB 梁和 BC 梁用中间铰 B 连 接而成，支承和荷载情况如图所示，已知 F = 20kN， q = 5kN/m， = 45；求支座 A、C 的反力和中间铰 B 处的内力。 静定多跨梁一般由几个部分梁组成，组成的次序是先 固定基本部分，后加上附属部分。仅靠本身能承受荷 载并保持平衡的部分梁称为基本部分，单靠本身不能 承受荷载并保持平衡的 部分梁称为附属部分。 求解这类问题通常是先 研究附属部分，再计算 基本部分。
l r
2
2
（2）再取飞轮和曲柄一起为研究对象为研究对象， 列平衡方程：
第三章
平衡方程的应用
（2）再取飞轮和曲柄一起为研究对象为研究对 象，列平衡方程：
F ix 0
i 1 n
n
FS cos FO x 0
FS sin F O y G 0
F iy 0
第三章
平衡方程的应用
解 （1）先以活塞Ｂ为研究对象， 列平衡方程：
F ix 0
i 1 n
n
F FS cos 0
F N FS sin 0
F iy 0
i 1
解得
FS
F F cos
l l r r
2 2
F N FS sin F