《共点力平衡》PPT课件
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物理人教版(2019)必修第一册3.5共点力的平衡(共40张ppt)
共点力平衡的条件
思考讨论1：在两个共点F2
作用在同一物体上的两个力，如果大小相等、方向相 反，并且在同一条直线上，这两个力平衡。
二力平衡时物体所受的合力为0。
思考讨论2：在三个共点力作用下的物体，保持平衡的 条件是什么？
（1）力的合成法
F1
任意两个力的合力与第三个
一重物通过轻质细绳连接一动滑轮挂在弹性橡皮绳上，此时橡
皮绳的总长度为L2＝10 cm，重力加速度g＝10 m/s2，则所挂
重物的质量为
F
合
F
F
G
共点力平衡问题的常用方法
例3. 如图甲所示，轻杆OB可绕B点自由转动，另一端O点用细绳 OA拉住，固定在左侧墙壁上，质量为m的重物用细绳OC悬挂在轻 杆上的O点，OA与轻杆的夹角∠BOA＝30°，轻杆OB水平。图乙 中水平轻杆OB一端固定在竖直墙壁上，另一端O装有小滑轮，用 一根细绳跨过滑轮后悬挂一质量为m的重物，图中∠BOA＝30°， 重力加速度为g，求： （1）图甲中细绳OA的拉力和轻杆 的弹力各是多大？ （2）图乙中细绳的拉力和轻杆对 滑轮的作用力是多大？
擦因数μ＝0.5，取重力加速度g＝10 (sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)
m/s2，求推力yF的大小F。
若物体上滑
联立解得
F
N
x
G Ff
共点力平衡问题的常用方法
例4. 如图所示，物体的质量m＝4.4 kg，用与竖直方向成θ
＝37°的斜向右上方的推力把该物体压在竖直墙壁上，并使
它沿墙壁在竖直方向做匀速直线运动。物体与墙壁间的动摩
面上刚好保持静止，重力加速度为g， （1）求出物体所受的支持力和摩擦力。
y
Ff
共点力的平衡ppt课件
A．F的大小随F1、F2间夹角的增大而增大 B．F的大小一定大于F1、F2中的最大者 C．F的大小随F1、F2间夹角的增大而减小 D．F的大小不能小于F 、F 中的最小者
2．两个共点力，大小都是50 N，如果要 使这两个力的合力也是50 N，这两个力之 间的夹角应为（ C ） A．300 B．600
思考与讨论：位移的合成方法
三角形定则
x1
· x2 B
x
平行四边形定则
x1
x2
x
x2
两个力的合成是否也满足三角形定则或平行四边形定则呢？
丁
Fˊ
求两个力的合力时，可分别用表示这两个力的线段为邻边作 平行四边形，这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向， 这叫做力的平行四边形定则。
实验结论：两个力的合成遵循平行四边形定则。
合力F与两个分
力F1、F2有什么 关系呢？
③实验探究：演示实验
实验器材： 橡皮条1根、细绳套2个、钩码若干、滑轮2个、铅笔、
三角板。 实验步骤：
④以F1、F2为邻边做平行四边形，则F1、F2之间的 对角线就是理论合力Fˊ（图丁）。 ⑤比较实际合力F和理论合力Fˊ（图丁）。
⑥得出实验结论：在实验误差允许范围内，两个互成 角度的力的合成遵循平行四边形定则（图丁）。
连，那么由第一个力的始端到
最后一个力的末端的有向线段
F4
就是这些力的合力
思考2：
⑺合力与分力的大小关系：
讨论1：两个分力F1、F2大小不变，合力随夹角如何变化？
①合力最大: F=F1+F2(夹角为0, 即方向相同) ②合力最小: F=︱F1 - F2︱(夹角为180,即方向相反) ③合力的大小范围: ︱F1 - F2︱ ≤ F ≤ F1 + F2 F ④合力可能大于、等于、小于任一分力
2．两个共点力，大小都是50 N，如果要 使这两个力的合力也是50 N，这两个力之 间的夹角应为（ C ） A．300 B．600
思考与讨论：位移的合成方法
三角形定则
x1
· x2 B
x
平行四边形定则
x1
x2
x
x2
两个力的合成是否也满足三角形定则或平行四边形定则呢？
丁
Fˊ
求两个力的合力时，可分别用表示这两个力的线段为邻边作 平行四边形，这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向， 这叫做力的平行四边形定则。
实验结论：两个力的合成遵循平行四边形定则。
合力F与两个分
力F1、F2有什么 关系呢？
③实验探究：演示实验
实验器材： 橡皮条1根、细绳套2个、钩码若干、滑轮2个、铅笔、
三角板。 实验步骤：
④以F1、F2为邻边做平行四边形，则F1、F2之间的 对角线就是理论合力Fˊ（图丁）。 ⑤比较实际合力F和理论合力Fˊ（图丁）。
⑥得出实验结论：在实验误差允许范围内，两个互成 角度的力的合成遵循平行四边形定则（图丁）。
连，那么由第一个力的始端到
最后一个力的末端的有向线段
F4
就是这些力的合力
思考2：
⑺合力与分力的大小关系：
讨论1：两个分力F1、F2大小不变，合力随夹角如何变化？
①合力最大: F=F1+F2(夹角为0, 即方向相同) ②合力最小: F=︱F1 - F2︱(夹角为180,即方向相反) ③合力的大小范围: ︱F1 - F2︱ ≤ F ≤ F1 + F2 F ④合力可能大于、等于、小于任一分力
共点力的平衡ppt课件
常见的方法有：正交分解法、合成法、相似三角形法、按力的作用效果分解等 （4）求解平衡方程； （5）讨论解的合理性和实际意义。
作者编号：43999
新知学习
【例题】如图，半径为R的光滑半球的正上方，离球面顶端距离为h的O点，
用一根长为l的细线悬挂质量为m的小球，小球靠在半球面上．试求小球对球
面压力的大小．
作者编号：43999
新知学习
01 物体的平衡状态
1.平衡状态：如果一个物体保持静止或做匀速直线运动,我们就 说这个物体是处于平衡状态
静止的石头
作者编号：43999
匀速运动的电梯
新知学习
起飞阶段 平稳飞行阶段
降落阶段
作者编号：43999
飞机从起飞到以一定速度平稳飞行，再 到降落，最后停在机场的停机坪上。在这个 过程中，飞机经历了哪些阶段？在各阶段飞 机处于什么样的状态？
作者编号：43999
课堂练习 2.在如图所示的甲、乙、丙、丁四图中，滑轮光滑且所受的重力忽略不计，滑轮的轴 O安装在一根轻木杆P上，一根轻绳ab绕过滑轮，a端固定在墙上，b端下面挂一个质 量为m的重物，当滑轮和重物都静止不动时，甲、丙、丁图中木杆P与竖直方向的夹 角均为θ，乙图中木杆P竖直。假设甲、乙、丙、丁四图中滑轮受到木杆P的弹力的大 小依次为FA、FB、FC、FD，则以下判断正确的是 ( B ) A.FA＝FB＝FC＝FD B.FD>FA＝FB>FC C.FA＝FC＝FD>FB D.FC>FA＝FB>FD
力的三 角形法
对受三力作用而平衡的物体，将力的矢量图平移使三力组 成一个首尾依次相接的矢量三角形，根据正弦定理、余弦 定理或相似三角形等数学知识求解未知力
作者编号：43999
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新知学习
【例题】如图，半径为R的光滑半球的正上方，离球面顶端距离为h的O点，
用一根长为l的细线悬挂质量为m的小球，小球靠在半球面上．试求小球对球
面压力的大小．
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新知学习
01 物体的平衡状态
1.平衡状态：如果一个物体保持静止或做匀速直线运动,我们就 说这个物体是处于平衡状态
静止的石头
作者编号：43999
匀速运动的电梯
新知学习
起飞阶段 平稳飞行阶段
降落阶段
作者编号：43999
飞机从起飞到以一定速度平稳飞行，再 到降落，最后停在机场的停机坪上。在这个 过程中，飞机经历了哪些阶段？在各阶段飞 机处于什么样的状态？
作者编号：43999
课堂练习 2.在如图所示的甲、乙、丙、丁四图中，滑轮光滑且所受的重力忽略不计，滑轮的轴 O安装在一根轻木杆P上，一根轻绳ab绕过滑轮，a端固定在墙上，b端下面挂一个质 量为m的重物，当滑轮和重物都静止不动时，甲、丙、丁图中木杆P与竖直方向的夹 角均为θ，乙图中木杆P竖直。假设甲、乙、丙、丁四图中滑轮受到木杆P的弹力的大 小依次为FA、FB、FC、FD，则以下判断正确的是 ( B ) A.FA＝FB＝FC＝FD B.FD>FA＝FB>FC C.FA＝FC＝FD>FB D.FC>FA＝FB>FD
力的三 角形法
对受三力作用而平衡的物体，将力的矢量图平移使三力组 成一个首尾依次相接的矢量三角形，根据正弦定理、余弦 定理或相似三角形等数学知识求解未知力
作者编号：43999
共点力的平衡条件-PPT
4
第五节 共点力的平衡条件
3.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μ。
F
θ
N
f
G
此题答案： G F cos
F sin
F
f
N
G
G F cos F sin
5
第五节 共点力的平衡条件
4.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？。
A. μmg
B. μ(mg+Fsinθ)
θ
C. μ(mg-Fsinθ)
D. Fcosθ
此题答案： B、D
3
第五节 共点力的平衡条件
2.某公园要在儿童乐园中建一座滑梯，已知斜面与物体 间滑动摩擦因数μ= 0.75，那么倾角θ至少要多少度儿 童在斜面上才可以由静止开始滑下？
要多少度？
此题答案： 倾角θ至少要37°
第五节 共点力的平衡条件 一.共点力 作用在物体的同一点，或作用线相交于一点的几个力称为共点力。
N
F1
F2
F1
f
F 限速
G
40km/s
F3
F2
G
❖为了明确表示物体所受的共点力，在作示意图时，可以把这 些力的作用点画到它们作用线的公共交点上。
❖在不考虑物体转动的情况下，物体可以当作质点看待，所以
力的作用点都可以画在受力物体的重心上。
7
正交分解法
此方法是力学解题中应用最普遍的方法，应注意学习。
⑴共点力作用下物体的平衡条件是：F合= 0； ⑵在建立直角坐标系时，要考虑尽量减少力的分解。
正交分解法把矢量运算转化成标量运算，极大的降低了数学
第五节 共点力的平衡条件
3.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μ。
F
θ
N
f
G
此题答案： G F cos
F sin
F
f
N
G
G F cos F sin
5
第五节 共点力的平衡条件
4.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？。
A. μmg
B. μ(mg+Fsinθ)
θ
C. μ(mg-Fsinθ)
D. Fcosθ
此题答案： B、D
3
第五节 共点力的平衡条件
2.某公园要在儿童乐园中建一座滑梯，已知斜面与物体 间滑动摩擦因数μ= 0.75，那么倾角θ至少要多少度儿 童在斜面上才可以由静止开始滑下？
要多少度？
此题答案： 倾角θ至少要37°
第五节 共点力的平衡条件 一.共点力 作用在物体的同一点，或作用线相交于一点的几个力称为共点力。
N
F1
F2
F1
f
F 限速
G
40km/s
F3
F2
G
❖为了明确表示物体所受的共点力，在作示意图时，可以把这 些力的作用点画到它们作用线的公共交点上。
❖在不考虑物体转动的情况下，物体可以当作质点看待，所以
力的作用点都可以画在受力物体的重心上。
7
正交分解法
此方法是力学解题中应用最普遍的方法，应注意学习。
⑴共点力作用下物体的平衡条件是：F合= 0； ⑵在建立直角坐标系时，要考虑尽量减少力的分解。
正交分解法把矢量运算转化成标量运算，极大的降低了数学
共点力平衡ppt课件
y
F1
F2
O
x
(2)正交分解各力：将每一个不在坐标轴上的力分解到 x 轴和
(2)将不在坐标轴上的力分解到坐标轴上；
y 轴上，并求出各分力的大小，如图所示．
y
(3)分别求出 x 轴、y 轴上各分力的矢量和，即：
Fx＝F1x＋F2xF2
＋… F1y F2y
F1
Fy＝F1y＋F2y＋…
F1x x
F2X O
的物体
动
面上
FN
Ff
mg
匀速下落的雨 物体沿斜面匀
滴
速下滑
FN
Ff
mg
水平匀速行驶
的汽车
1、将物体所受重力按力的作用效果进行分解，下列图中错误的
是（ C ）
A．
B．
C．
D．
PA R T. 3
求共点力的合力
力的正交分解法
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
之间的动摩擦因数取 0.4，为使儿童在滑梯游戏时能在
滑板上滑下，滑梯至少要多高？
【分析】 将滑梯抽象为一个斜面的模型，以正在匀速滑下
的小孩为研究对象。
小孩受到三个力的作用：重力G、斜面的支持力FN和滑动
摩擦力 Ff 。
当这三个力的合力为0时，小孩
能在滑板上获得一定速度后匀
速滑下，则斜面的高度即为所
2
2
(4)求共点力的合力：合力大小 F＝ Fx＋Fy，合力的方向与
Fy
x 轴的夹角为 α，则 t轴上个分力矢量和，即
Fx = Fx1 +Fx2+ Fx3+……
Fy = Fy1+Fy2+ Fy3+……
物理人教版(2019)必修第一册3.5共点力的平衡(共40张ppt)
绳子的“死结”和“活结”
(1)“活结”：一般是由轻绳跨过光滑滑轮或者绳上挂一光滑挂钩而形成的。
绳子虽然因“活结”而弯曲，但实际上是同一根绳，所以由“活结”分开的
两段绳子上弹力的大小一定相等，两段绳子合力的方向一定沿这两段绳子夹
角的角平分线。
(2)“死结”：两侧的绳因结而
变成了两根独立的绳，因此由“
死结”分开的两段绳子上的弹力
四、整体法、隔离法求解平衡问题
例：如图所示,甲、乙两个小球的质量均为m,两球间用细线2连接,甲球用
细线1悬挂在天花板上。现分别用大小相等的力F水平向左、向右拉两球,
平衡时细线都被拉紧。则平衡时两球的可能位置是下列选项中的( A )
物 理
3.5 共点力的平衡（第2课时）
一、“定杆”与“动杆、“活结”与“死结”
滑下，滑梯至少要多高？
FN
Ff
模型构建
受力分析
G
二、共点力平衡的实例分析
方法一：正交分解法
沿平行和垂直于斜面两个方向建立直角坐标系，把重力G沿两个坐标轴方向分解为
F1和F2。三力平衡转化为四力平衡。
以滑梯上正匀速下滑的小孩为研究对象，受力分析如图：
= =
Ff＝μFN
解得：tan θ = μ
由几何关系可得：tanθ =
可得：h=μ·AC=0.4×6m=2.4m
x
FN
G1
Ff
θθG2
G
y
二、共点力平衡的实例分析
方法二：合成法
以滑梯上正匀速下滑的小孩为研究对象，受力分析如图所示，
支持力和摩擦力的合力与重力等大反向
´
= =
Ff＝μFN 解得
(1)“活结”：一般是由轻绳跨过光滑滑轮或者绳上挂一光滑挂钩而形成的。
绳子虽然因“活结”而弯曲，但实际上是同一根绳，所以由“活结”分开的
两段绳子上弹力的大小一定相等，两段绳子合力的方向一定沿这两段绳子夹
角的角平分线。
(2)“死结”：两侧的绳因结而
变成了两根独立的绳，因此由“
死结”分开的两段绳子上的弹力
四、整体法、隔离法求解平衡问题
例：如图所示,甲、乙两个小球的质量均为m,两球间用细线2连接,甲球用
细线1悬挂在天花板上。现分别用大小相等的力F水平向左、向右拉两球,
平衡时细线都被拉紧。则平衡时两球的可能位置是下列选项中的( A )
物 理
3.5 共点力的平衡（第2课时）
一、“定杆”与“动杆、“活结”与“死结”
滑下，滑梯至少要多高？
FN
Ff
模型构建
受力分析
G
二、共点力平衡的实例分析
方法一：正交分解法
沿平行和垂直于斜面两个方向建立直角坐标系，把重力G沿两个坐标轴方向分解为
F1和F2。三力平衡转化为四力平衡。
以滑梯上正匀速下滑的小孩为研究对象，受力分析如图：
= =
Ff＝μFN
解得：tan θ = μ
由几何关系可得：tanθ =
可得：h=μ·AC=0.4×6m=2.4m
x
FN
G1
Ff
θθG2
G
y
二、共点力平衡的实例分析
方法二：合成法
以滑梯上正匀速下滑的小孩为研究对象，受力分析如图所示，
支持力和摩擦力的合力与重力等大反向
´
= =
Ff＝μFN 解得
物理人教版(2019)必修第一册3.5共点力的平衡(共49张ppt)
其中一个力与其余的力的合力必定等大反向，或其中几个力的
合力与其余的力的合力必定等大反向.
共点力平衡的条件
共点力平衡的重要推论
拉密定理
如图所示, 在同一平面内, 当三个
共点力的合力为零时, 其中任一
个力与其他两个力夹角正弦值的
1
比值相等，即
=
2
=
3
共点力平衡的条件
共点力平衡条件的应用
AD
A．物块所受摩擦力的方向沿斜面向下
B．物块所受支持力和绳子拉力的合力方向
竖直向上
C．地面对斜面的支持力大小为25.2N
D．地面对斜面的摩擦力大小为0
）
重难点1: 解决静态平衡问题的常用方法
【典例5】（多选）超长春节假期，点燃了旅游热，一些旅游景点悬挂
了灯笼。如图所示，一度假村用长度相等的轻绳依次连接了10个质量
A．左侧面对杆的支持力大小为
3
3
B．左侧面对杆的支持力大小为
C．右侧面对杆的支持力大小为 3
D．右侧面对杆的支持力大小为
3
3
A
）
重难点1: 解决静态平衡问题的常用方法
【典例3】如图所示, 用一根细绳跨过铁钉将一块小黑板悬挂在墙壁上,
细绳的两端固定在小黑板边缘两点A、B上。小黑板静止时, 铁钉两侧细
研究对象，使题目中给定的已知条件和待求的未知
量通过这个研究对象的平衡条件联系起来。
➋对研究对象进行受力分析，画出受力分析图.
➌通过平衡条件，找出各个力之间的关系，由平衡
条件列方程，即Fx合=0，Fy合=0。
➍联立方程求解，必要时对结果进行讨论.
共点力平衡的条件
求解共点力平衡问题的一般步骤
合力与其余的力的合力必定等大反向.
共点力平衡的条件
共点力平衡的重要推论
拉密定理
如图所示, 在同一平面内, 当三个
共点力的合力为零时, 其中任一
个力与其他两个力夹角正弦值的
1
比值相等，即
=
2
=
3
共点力平衡的条件
共点力平衡条件的应用
AD
A．物块所受摩擦力的方向沿斜面向下
B．物块所受支持力和绳子拉力的合力方向
竖直向上
C．地面对斜面的支持力大小为25.2N
D．地面对斜面的摩擦力大小为0
）
重难点1: 解决静态平衡问题的常用方法
【典例5】（多选）超长春节假期，点燃了旅游热，一些旅游景点悬挂
了灯笼。如图所示，一度假村用长度相等的轻绳依次连接了10个质量
A．左侧面对杆的支持力大小为
3
3
B．左侧面对杆的支持力大小为
C．右侧面对杆的支持力大小为 3
D．右侧面对杆的支持力大小为
3
3
A
）
重难点1: 解决静态平衡问题的常用方法
【典例3】如图所示, 用一根细绳跨过铁钉将一块小黑板悬挂在墙壁上,
细绳的两端固定在小黑板边缘两点A、B上。小黑板静止时, 铁钉两侧细
研究对象，使题目中给定的已知条件和待求的未知
量通过这个研究对象的平衡条件联系起来。
➋对研究对象进行受力分析，画出受力分析图.
➌通过平衡条件，找出各个力之间的关系，由平衡
条件列方程，即Fx合=0，Fy合=0。
➍联立方程求解，必要时对结果进行讨论.
共点力平衡的条件
求解共点力平衡问题的一般步骤
《共点力的平衡》课件
Ppt
《共点力的平衡》PPT课件
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Hale Waihona Puke 汇报人：PPT目录01 03 05 07
单击添加目录项标题
02
共点力平衡的概念
04
共点力平衡的实例分析
06
共点力平衡的实验验证
08
课件介绍 共点力平衡的分类 共点力平衡的应用
总结与回顾
01
添加章节标题
02
课件介绍
课件背景
课件目标：介 绍共点力的平 衡概念、原理
结构稳定性设计原则：介绍结构稳定性设计的基本原则和注意事项
运动物体在运动过程中的平衡问题
运动物体在运动 过程中的平衡条 件
共点力平衡的应 用实例
运动物体在运动 过程中的平衡问 题解决方法
共点力平衡的应 用范围和局限性
07
共点力平衡的实验验证
实验目的和原理
添加 标题
实验目的：通过实验验证共点力的平衡条件
总结与回顾：对课件 内容进行总结，并回
顾重点知识点
作业与思考题：布置 相关作业和思考题， 供学生练习和思考
03
共点力平衡的概念
共点力的定义
共点力：作用在 物体上同一点的 力
平衡状态：物体 处于静止或匀速 直线运动状态
共点力平衡：物 体受到的共点力 合力为零，处于 平衡状态
平衡条件：合力 矩为零
和应用
课件内容：包 括共点力的定 义、平衡条件、
应用实例等
课件特点：采 用图文结合的 方式，生动形 象地展示共点 力的平衡原理
和应用
适用对象：适 用于高中物理 教学和学习者
课件目的
掌握共点力的平衡条件
理解物体平衡状态及其条件
学会运用共点力的平衡条件解 决实际问题
《共点力的平衡》PPT课件
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02
共点力平衡的概念
04
共点力平衡的实例分析
06
共点力平衡的实验验证
08
课件介绍 共点力平衡的分类 共点力平衡的应用
总结与回顾
01
添加章节标题
02
课件介绍
课件背景
课件目标：介 绍共点力的平 衡概念、原理
结构稳定性设计原则：介绍结构稳定性设计的基本原则和注意事项
运动物体在运动过程中的平衡问题
运动物体在运动 过程中的平衡条 件
共点力平衡的应 用实例
运动物体在运动 过程中的平衡问 题解决方法
共点力平衡的应 用范围和局限性
07
共点力平衡的实验验证
实验目的和原理
添加 标题
实验目的：通过实验验证共点力的平衡条件
总结与回顾：对课件 内容进行总结，并回
顾重点知识点
作业与思考题：布置 相关作业和思考题， 供学生练习和思考
03
共点力平衡的概念
共点力的定义
共点力：作用在 物体上同一点的 力
平衡状态：物体 处于静止或匀速 直线运动状态
共点力平衡：物 体受到的共点力 合力为零，处于 平衡状态
平衡条件：合力 矩为零
和应用
课件内容：包 括共点力的定 义、平衡条件、
应用实例等
课件特点：采 用图文结合的 方式，生动形 象地展示共点 力的平衡原理
和应用
适用对象：适 用于高中物理 教学和学习者
课件目的
掌握共点力的平衡条件
理解物体平衡状态及其条件
学会运用共点力的平衡条件解 决实际问题