3—6： 共点力的平衡条件 (第1课时)新
【课件】共点力的平衡+课件+-2022-2023学年高一上学期物理人教版(2019)必修第一册
可表示为：Fx合＝0，Fy合＝0
[典例2] “风力仪”可直接测量风力的大小， 其原理如图所示。仪器中一根轻质金属丝悬挂着一 个金属球。无风时，金属丝竖直下垂；当受到沿水 平方向吹来的风时，金属丝偏离竖直方向一个角度。风力越大， 偏角越大。通过传感器，就可以根据偏角的大小指示出风力大小。 那么风力大小 F 跟金属球的质量 m、偏角 θ 之间有什么样的关系 呢？(重力加速度为 g)
试结合上述情景讨论下列问题： (1)观察三幅图中的作用力，哪些是共点力？ (2)哪些图中的力能求合力？哪些图中的力不能求合力？
提示：(1)甲图中三个力共同作用在 O 点上，乙图中三个力虽然 不作用在同一点上，但它们的延长线交于一点，甲、乙图中都是 共点力。丙图中的力不但没有作用在同一点上，它们的延长线也 不能交于一点，所以不是共点力。
3.力的分解——根据实际作用效果
三角函数
正交分解法
1.原理：把一个已知力沿着两个互相垂直的方向进行分解。 2.步骤：
(1)建立xoy直角坐标系 (2)将不在坐标轴上的力分解到坐标轴上 (3)分别求出 X 轴、y 轴上个分力矢量和，即
Fx = Fx1+Fx2+Fx3+…… Fy = Fy1+Fy2+Fy3+…… (4)求共点力的合力： 合力大小： 合力方向：与x轴的夹角为θ
力的分解实例
力的分解实例
力的分解应用
如图所示，质量为 m 的物体静止在水平地面上，它与地面间的
动摩擦因数为 μ。现将大小为 F、与水平方向夹角为 α 的恒力
2023高考物理一轮总复习课件：受力分析-共点力的平衡
题型四 平衡中的临界极值问题
1．问题特点
当某物理量变化时，会引起其他物理量的变化，从 临界 而使物体所处的平衡状态能够“恰好出现”或“恰 问题 好不出现”。在问题描述中常用“刚好”“刚能”
“恰好”等语言叙述 极值 一般是指在力的变化过程中出现最大值和最小值问 问题 题
2.突破临界问题的三种方法
根据平衡条件列方程，用二次函数、讨论分析、三角 解析法
悬挂物块N，另一端与斜面上的物块M相连，系统处于静止状 态。现用水平向左的拉力缓慢拉动N，直至悬挂N的细绳与竖 直方向成45°。已知M始终保持静止，则在此过程中( ) A．水平拉力的大小可能保持不变
√B．M所受细绳的拉力大小一定一直增加
C．M所受斜面的摩擦力大小一定一直增加
√D．M所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增加
【对点练1】 (2020·泰安市一轮检测)如图，小球C置于B物体 的光滑半球形凹槽内，B放在长木板A上，整个装置处于静止状 态。现缓慢减小木板的倾角θ。在这个过程中，下列说法正确 的是( )
A．B对A的摩擦力逐渐变大 C．B对A的压力不变
B．B对A的作用力逐渐变小
√D．C对B的压力不变
解析：对BC整体分析，受力情况为：重力mg、斜面A的支持力 N和摩擦力f，由平衡条件得知N＝mgcos θ，f＝mgsin θ，缓慢 减小木板的倾角θ，N增大，f减小，由牛顿第三定律得知B对A 的摩擦力逐渐减少，B对A的压力逐渐增大；根据平衡条件可知 A对B的作用力与B和C的重力大小相等，方向相反，所以A对B 的作用力不变，根据牛顿第三定律得知B对A的作用力不变，故 A、B、C错误； 由于半球形凹槽光滑，小球只受两个力：重力和支持力，由平 衡条件可知，支持力与重力大小相等，保持不变，则C对B的压 力也保持不变，故D正确。
共点力的平衡
共点力的平衡（一）共点力的平衡1.共点力：物体受到的各力的作用线或作用线的延长线能相交于一点的力.2.平衡状态：在共点力的作用下，物体处于静止或匀速直线运动的状态.3.共点力作用下物体的平衡条件：合力为零，即＝合F0.4.力的平衡：作用在物体上几个力的合力为零，这种情形叫做力的平衡.(1)若处于平衡状态的物体仅受两个力作用，这两个力一定大小相等、方向相反、作用在一条直线上，即二力平衡.(2)若处于平衡状态的物体受三个力作用，则这三个力中的任意两个力的合力一定与另一个力大小相等、方向相反、作用在一条直线上.(3)若处于平衡状态的物体受到三个或三个以上的力的作用，则宜用正交分解法处理，此时的平衡方程可写成：（二）物体的动态平衡问题物体在几个力的共同作用下处于平衡状态，如果其中的某个力（或某几个力）的大小或方向，发生变化时，物体受到的其它力也会随之发生变化，如果在变化的过程中物体仍能保持平衡状态，我们就可以依据平衡条件，分析出物体受到的各力的变化情况。
分析方法：（1）矢量三角形法①如果物体在三个力作用下处于平衡状态，其中只有一个力的大小和方向发生变化，而另外两个力中，一个大小、方向均不变化；一个只有大小变化，方向不发生变化的情况。
②如果物体在三个力作用下处于平衡状态，其中一个力的大小和方向发生变化时，物体受到的另外两个力中只有一个大小和方向保持不变，另一个力的大小和方向也会发生变化的情况下，考虑三角形的相似关系。
练习题：1．物体处于平衡状态的条件是( )A．物体只有受到大小相等、方向相反、作用在同一直线上的两个力作用时，才处于平衡状态B．物体只受一个力的作用，也可能处于平衡状态C．物体所受的合力为零，一定处于平衡状态D．在共点力作用下的物体，如果所受合力为零，一定处于平衡状态2．某人想用力F竖直向上提起地面上的重物，重物没被提起，下面说法正确的是( ) A．由于力F小于物体的重力，所以物体所受的合力不等于零B．地面所受的压力大小等于物体的重力和拉力的差值C．物体受重力和地面对物体的支持力是互相平衡的力D．力F和地面所受压力互相平衡3．三段不可伸长的细绳OA，OB，OC能承受的最大拉力相同，它们共同悬挂一重物，如图所示，其中OA是水平的，A端、B端固定．若逐渐增加C端所挂物体的质量，则最先断的绳( )A．必定是OAB．必定是OBC．必定是OCD．可能是OB，也可能是OC4．如图4—5所示，木块B重160 N，它与水平面间的动摩擦因数为0.2，最大静摩擦力为40N，为了保持系统平衡，细绳上所系的最重的重物A的重力为( )A．40 N B．32 NC．160 N D．20 N5．如图所示，质量为M的凹形槽沿斜面匀速下滑，现将质量为m的砝码轻轻放入槽中，下列说法正确的是( )A．M和m一起加速下滑B．M和m一起减速下滑C．M和m一起匀速下滑D．条件不足，无法确定6．倾斜长木板一端固定在水平轴O上，另一端缓慢放低，放在长木板上的物块m 一直保持相对木板静止状态，如图4—8所示．在这一过程中，物块m受到长木板支持力F N和F f 的大小变化情况是( )A．F N变大，F f变大B．F N变小，F f变小C．F N变大，F f变小D．F N变小，F f变大7．如图所示，一均匀球放在倾角为α的光滑斜面和一光滑的挡板之间，挡板与斜面的夹角为θ设挡板对球的弹力为F l，斜面对球的弹力为F2，则当θ逐渐减小到θ＝α的过程中，下列说法正确的是( )A．F1先减小后增大B．F1先增大后减小C．F2减小D．F2增大8．如图所示，电灯悬于两壁之间，保持O点及OB绳的位置不变，而将绳端A点向上移动，则( )A．绳OA所受的拉力逐渐增大B．绳OA所受的拉力逐渐减小C．绳OA所受的拉力先增大后减小D．绳OA所受的拉力逐渐先减小后增大9．把球夹在竖直墙和木板BC之间，不计摩擦．球对墙的压力为F N1，球对板的压力为F N2．在将板BC 逐渐放至水平的过程中，说法正确的是(如图所示) ( )A．F N1，F N2，都增大B．F N1，F N2，都减小C．F Nl增大，F N2减小D．F N1减小，F N2增大10．某一物体受到三个力作用，下列各组力中，能使的球挂在光滑的墙壁上，设绳的拉力为F，球对墙的压力为F N，当绳长增加时，下列说法正确的是( )A．F，F N均不变B．F减小，F N增大C．F增大，F N减小D．F减小，F N减小11．小球系在细绳的一端，放在光滑的斜面上，用力将斜面在水平桌面上向左移动，使小球上升（最高点足够高），那么在斜面运动的过程中，细绳的拉力将：( )A．先增大后减小B．先减小后增大C ．一直在增大D ．一直在减小12．半径为R 的表面光滑的半球固定在水平面上。
共点力的平衡条件
正交分解法的基本思路第一步 进行受力分析，画出受力图。
第二步 建立合适的坐标系，把不在坐标轴上的力用正交分解法分到坐标轴上。
第三步 根据物体的平衡条件列出平衡方程组，运算求解。
1.质量为m 的木块在与水平方向成θ角的推力F 的作用下，在水平地面上作匀速运动，已知木块与地面间的摩擦因数为μ，那么木块受到的滑动摩擦力为：A. μmgB. μ(mg+Fsin θ)C. μ(mg-Fsin θ)D. Fcos θ2.在竖直墙壁上，用斜向上的恒力按着一重为G 的木块沿墙壁作匀速运动，F 与竖直方向的夹角为θ，求滑动摩擦因数μ3.如图所示，斜面倾角θ，木块M 和斜面间滑动摩擦因数为μ，问物体m 质量多大时，才能使木块匀速运动？。
4.三段不可伸长的细绳OA 、OB 、OC 能承受的最大拉力相同，它们共同悬挂一重物，如图示。
其中OB 是水平的，A 端、B 端固定。
若逐渐增加C 端所挂物体的质量，则最先断的绳: Ａ.必定是OA ；Ｂ.必定是OB ；Ｃ.必定是OC ；Ｄ.可能是OB ，也可能是OC6.如图所示，质量为m 的物体放在倾角为θ的斜面上，它与斜面的滑动摩擦因数为μ，在水平推力的作用下，物体沿斜面向上匀速滑动，则物体所受的摩擦力为：A.μmgcos θB.μ(mgcos θ+Fsin θ)C.μ(mgcos θ－Fsin θ)D. Fcos θ－mgsin θ第六节 作用力与反作用力概念：两物体间的相互作用力称为作用力和反作用力。
施力物体作用给受力物体的力叫作用力，受力物体作用给施力物体的力叫反作用力作用力与反作用力的关系：反向性：作用力和反作用力方向总相反。
相等性：作用力和反作用力大小总相等。
同时性：作用力和反作用力总是同生同灭。
同性质：作用力和反作用力性质总相同。
牛顿第三定律：两个物体间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。
作用力、反作用力与平衡力的比较：练习：1、关于两物体间的相互作用，下面说法正确的是：A．马拉车不动，是因为马拉车的力小于车拉马的力。
共点力的平衡课件高一上学期物理鲁科版(2019)必修第一册(28页)
θ
此题答案： 向上时：m (sin cos )M 向下时：m (sin cos )M
3.如图所示，光滑半球形容器固定在水平面上，O为球心。一质量 为m的小滑块，在水平力F的作用下静止于P点。设滑块所受支持力 为FN，OP与水平方向的夹角为θ。下列关系式正确的是( )
mg
A．F＝ tan
练习：
1.质量为m的木块在与水平方向成θ角的推力F的作用下，
在水平地面上作匀速运动，已知木块与地面间的摩擦因数
为μ，那么木块受到的滑动摩擦力为：
A. μmg
B. μ(mg+Fsinθ)
θ
C. μ(mg-Fsinθ)
D. Fcosθ
此题答案： B、D
2.如图所示，斜面倾角θ，木块M和斜面间滑动摩擦因 数为μ，问物体m质量多大时，才能使木块匀速运动？
∵F合=0 即 F1+F2+F3=0 ∴ F1+F2=-F3
F1+F3=-F2 F2+F3=-F1
即：当物体所受三
F1
F3
F12 F2
1、F12=F3(F12表示F1、F2的合力）
F13
F1
个共点力而处于平
F2
衡状态，那么其中
F3
任意两个力的合力 2、F13=F2(F13表示F1、F3的合力）
一定与第三个力大
猜想 假设
实验 设计
F合=0
方方案案312
F32 FF33
F3 F31
F1 F1 F1
F12 F2 FF22
1、三个共点力作用下物体的平衡条件 由实验收集的数据可知： F12与F3大小相等，方向相反，在一条直线上 。 (F12表示F1、F2的合力） 因此由实验可得出结论:
高一物理人教版-共点力的平衡-最新国家级中小学课程全高清带视频动画
为二力平衡问题
课后拓展学习
物体平衡的稳定性
高中物理高一上册
高中物理
高中物理
高中物理
共点力的平衡条件
若是四个共点力、五 个共点力……其平衡 条件又是怎样的呢？
如果也能转换成 二力平衡就好了！
高中物理高一上册
共点力的平衡条件
高中物理高一上册
➢ 四力平衡 等效 三力平衡 等效 二力平衡
F23 F2
F1
F3
F4
F123 F1
F23 F123
平衡条件： F合=0
F4
F4
思考：课前视频中的物体是怎样实现平衡的？
FN
FN
G G
高中物理
共点力的平衡条件
高中物理高一上册
F1 F1
F2
G
高中物理
高中物理
共点力的平衡条件
高中物理高一上册
思考：如何解决三力平衡的问题呢？
F
F
F1
F1
F2
等效
➢ 三力平衡
力的合成
二力平衡
平衡条件：
F合=0
G
G
高中物理高一上册
实验：验证共点力作用下物体的平衡条件
高中物理高一上册
共点力的平衡（第一课时）
年 级：高一 主讲人：
学 科：物理（人教版） 学 校：
高中物理高一上册
看一看，想一想，视频中的物体最终处于什么状态？
高中物理
高中物理
物体的平衡状态
静
静
止
止
的
的
书
画
框
高中物理高一上册
匀速 直线 运动 的汽 车
静止的水桶
静止的花盆
静止的扁担
物体的平衡状态
共点力的平衡(第一课时)教学设计
1•共点力 学的活动3学生阅读并回答问题⑴•请同学们阅读教材。
回答什么是共点力？图甲、乙、丙、丁中哪些是共点力？ （2）。
一般情况，物体受到多个力的作用，当物体处于平衡状态时，这些力之间有什么关系？合力等于多少？⑶•用PPT 投影图片：走钢丝绳的人、托盘天平、吊灯、人提着—桶水.*活动设计及技术应用意图说明：培养学生养成自主学习习惯环节三：教师活动3学生活动教师活动3多媒体展示例题讲解学生活动2 学生思考并解答阅读体会解题思路和建模思想2•共点力的平衡条件(1) 演示实验：用一^水平拉力使小球偏离原来位置，但仍然保持静止状态？小球处于平衡状态吗？受到哪几个力？合力等于多少？(2) 当物体受到多个力的作用处于平衡态，可以用平行四边形定则将力合成，变成两个力。
物体受到两个力处于平衡状态，两个力之和为零，那么原来的几个力的矢量和也为零.学生思考，回答 和老师一起总结： 共点力的平衡条件：作用在物体上 各力的矢量和为零，即F 厶=0.F ］与F 2的作用效果与F 的作用效果相同。
F +G =0，而F =F 1+F 2，有F 1+F 2+G =O .*活动设计及技术应用意图说明：让学生养成分析和思考的习惯环节四:教师活动4 例题1本题以滑梯实际情境为背景考察物理知识，将实际的滑梯转化为斜面模型。
要突出物理建模思想。
学生活动2 学生思考并解答学生活动2 学生思考并小结演示小实验：木块和木板.改变木板与水平面的夹角（从零逐渐增大），观察不同倾角下木板的运动状态.师：当斜面倾角较小时，木块静止•木块受到哪些力？画出木块受力示意图. 师：增大倾角，木块沿斜面滑下•木块滑下的条件是什么？师：例题讲解（正交分解法解题步骤）*活动设计及技术应用意图说明：通过问题引导学生分析得出物体沿下面下滑的条件，发展学生的科学思维能力，为立题讲解作辅垫环节五：课堂习题教师活动5通过教学媒体展示：如图物块受到力F 作 用下向右做匀速直线运动，F=10N 与水平夹角0=37°,物块质量m=2Kg ,g 取10N/Kg ，求：物块与地面之间的动.*活动设计及技术应用意图说明：巩固所学内容环节六：课堂小结教师活动6通过教学媒体展示：思维导图*活动设计及技术应用意图说明：学生学会总结学习内容，加深认识以下根据需要增加环节列表 *学习资源清单（列出本课所使用的学习资源清单，如微课、导学单、评价量规、测试题等，网络资源需标明出处。
新2024秋季高中物理必修第一册人教版第三章相互作用——力《共点力的平衡》
教学设计：新2024秋季高中物理必修第一册人教版第三章相互作用——力《共点力的平衡》教学目标（核心素养）1.物理观念：理解共点力平衡的概念，掌握共点力平衡的条件，即物体所受合力为零。
2.科学思维：通过受力分析，培养学生运用力的合成与分解方法解决共点力平衡问题的能力，提升逻辑思维和推理能力。
3.科学探究：引导学生通过实验或案例探究共点力平衡的条件，培养观察、分析和解决问题的能力。
4.科学态度与责任：激发学生对物理现象的好奇心和探索欲，培养严谨的科学态度和实事求是的精神，同时认识到物理学在日常生活和工程技术中的应用价值。
教学重点•共点力平衡的概念及其条件。
•运用力的合成与分解方法解决共点力平衡问题。
教学难点•复杂受力情况下的受力分析和平衡条件的判断。
•灵活运用共点力平衡条件解决实际问题。
教学资源•多媒体课件：包含共点力平衡实例、受力分析图示、平衡条件推导等。
•实验器材（可选）：用于演示共点力平衡的实验装置，如平衡尺、弹簧秤等。
•黑板或白板及书写工具：用于板书关键概念和解题步骤。
•学生作业本：用于记录课堂笔记和练习。
教学方法•讲授法：通过教师讲解，引导学生理解共点力平衡的基本概念和条件。
•演示法：利用多媒体或实验器材展示共点力平衡的实例，帮助学生直观理解。
•讨论法：组织学生讨论复杂受力情况下的受力分析和平衡条件的判断，促进学生间的交流与合作。
•练习法：通过课堂练习和案例分析，巩固学生对共点力平衡条件的理解和应用能力。
教学过程导入新课•生活实例引入：展示桥梁、建筑物等稳定结构的图片，提问学生这些结构为何能保持稳定？引出物体受力平衡的概念。
•复习旧知：简要回顾力的合成与分解方法，为后续受力分析做铺垫。
新课教学1.共点力平衡概念讲解：•定义：当物体受到几个力的作用而保持静止或匀速直线运动状态时，这几个力称为共点力，且满足平衡条件。
•强调：平衡状态包括静止和匀速直线运动两种状态，共点力平衡的条件是合力为零。
2.受力分析方法：•引导学生学习如何对物体进行受力分析，包括确定研究对象、画出受力图等步骤。
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等大、反向、共线。 先分解后平衡：先分解某个力或几个力，再利用各方向上的
合力均为零的平衡条件求解。
图片 例1 例3
例1. 两等长的轻绳下悬挂一重为G的物块，
绳与水平天花板之间的夹角均为α。问：
（1）两轻绳对物体的拉力各为多大？
1
（2）当α增大时轻绳的拉力如何变化？
F1
（1）物体受力如图， 由对称性知F1=F2。
解法一：直接平衡
2
F2
对物体由共点力平衡条件有：
F1
sin
1 2
G
F1
G
2 sin
G
解法二：先分解、后平衡 对物体由共点力平衡条件，
水平方向： F1 cos F2 cos F1 F2
竖直方向： 2F1 sin G G
条件可知，
B
竖直方向：2FB
cos
G
2
G
FA FB
2 cos
2
由牛三律，圆柱体 对两轻绳的拉力：
FA
FB
G
G
2 cos
（2）θ变小，轻绳受到的拉力变小。
2
A. 2N B. 5N C. 8N
D. 13N
例5. 两等长的轻绳下悬挂一重为G的均匀细圆柱体，两绳之间
的夹角为θ。问：（1）圆柱体对两轻绳的拉力各为多大？
（2）当θ变小时，轻绳受到的拉力怎样变化？
FA
A
O
（1）设两轻绳对圆柱体的拉力为
θ
FB
/2
FA、FB， 由对称性可知FA=FB 圆柱体受力如图，由共点力平衡
空 中 芭 蕾
平 衡 的 艺 术
叠石头的最高境界
叠石头的最高境界
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6 共点力作用下物体的平衡
1. 平衡状态： 物体保持静止或匀速直线运动状态 2. 在共点力作用下，物体的平衡条件： F合=0
｛在任一方向上，物体所受到的合力均为零。 其中任意几个力的合力必与剩余所有力的合力等大、反向、 共线。 3. 解题思路： ①明确研究对象 ②分析研究对象受力，正确画出其受力图
G
F2 tan
例3.一质量为m的物块沿倾角为θ的斜面匀速下滑，如图。求： （1）分析物块的受力情况 （2）斜面对物块的支持力 （3）斜面对物块的摩擦力 （4）物块与斜面间的动摩擦因数μ ； （5）斜面对物块的作用力大小和方向；
v
例4. 物体在三个共点力F1、F2、F3作用下做匀速直线运动，
其中F1=5N，F2=8N，则F3的大小可能为（ ）
F3
sin
G
F3sin
. F1
B
O F2
F2
F3
tan
G
tan
G
F3 G
解法二
A F1
y
F1 sin
先分解、后平衡
B. F1 cos
O
F2
xG F3 GFra bibliotekO点受力如图， 对O点由共点力平衡条件，
水平方向： F1 cos F2
竖直方向： F1 sin F3 G
由上面两式解得：F1
G
sin
F1 2sin
例2. 城市中的路灯、无轨电车的供电线路等，经常用三角
形的结构悬挂。图 4.7-2 为这类结构的一种简化模型。图中
硬杆OB可绕通过B点且垂直于纸面的轴转动，钢索和杆的重
量都可忽略。如果悬挂物的重量是G，角AOB 等于θ ，钢索
AO对O点的拉力和杆OB对O点的支持力各是多大？
A
F1