高中物理 第四章 第1节《共点力作用下物体的平衡》导学案 教科版必修1
《共点力作用下物体的平衡》 导学案
《共点力作用下物体的平衡》导学案一、学习目标1、理解共点力的概念，能准确判断物体所受的力是否为共点力。
2、掌握共点力作用下物体平衡的条件，并能熟练运用平衡条件解决实际问题。
3、通过实验探究和实例分析，培养观察、分析和解决问题的能力。
二、学习重点1、共点力作用下物体平衡条件的推导和应用。
2、解决共点力平衡问题的常用方法和技巧。
三、学习难点1、动态平衡问题的分析方法。
2、多力平衡问题中力的合成与分解的灵活运用。
四、知识回顾1、力的合成（1）合力与分力：如果一个力作用在物体上产生的效果与几个力共同作用产生的效果相同，这个力就叫做那几个力的合力，那几个力就叫做这个力的分力。
（2）力的合成遵循平行四边形定则：以两个分力为邻边作平行四边形，这两个邻边之间的对角线就表示合力的大小和方向。
2、力的分解（1）力的分解是力的合成的逆运算，同样遵循平行四边形定则。
（2）一个力可以分解为无数组不同的分力，但在实际问题中，要根据力的实际作用效果进行分解。
五、新课导入在日常生活中，我们经常看到物体处于静止或匀速直线运动的状态，比如放在水平桌面上静止的书本、在平直公路上匀速行驶的汽车等。
这些物体为什么能够保持这样的状态呢？这就涉及到共点力作用下物体的平衡问题。
六、共点力的概念1、定义：如果几个力同时作用在物体上的同一点，或者它们的作用线相交于一点，这几个力就叫做共点力。
2、举例：吊灯受到的重力和绳子的拉力，作用点都在吊灯的重心，属于共点力；而人走路时脚受到的地面的摩擦力和支持力，作用点不同，不是共点力。
七、共点力作用下物体平衡的条件1、平衡状态：物体处于静止或匀速直线运动的状态。
2、平衡条件：物体所受的合外力为零，即∑F ＝ 0 。
3、推论（1）若物体在两个力作用下处于平衡状态，则这两个力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。
（2）若物体在三个共点力作用下处于平衡状态，则其中任意两个力的合力与第三个力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。
3.9共点力作用下物体的平衡一 导学案
9共点力作用下物体的平衡㈠导学案☑知识目标1．理解什么是“共点力作用下物体的平衡”．2．掌握受力情况简单的平衡问题．☑能力目标：1．通过对物理现象的观察，发现问题的方法．2．在所举出的习题中归纳总结，形成结论．☑情感态度：认识可以从个性中发现共性，再从共性中理解个性以及事物有普遍联系的观点．※学习重点：1．共点力作用下物体的平衡状态．2．共点力的平衡条件．☆学习难点：共点力平衡条件的应用．【课堂探究】»知识点1：平衡状态和平衡条件✍基础知识：1．平衡状态⑴共点力（复习回顾）：几个力如果作用在物体的同一点，或者它们的作用线相交于一点，这几个力叫做共点力．⑵平衡状态：一个物体在共点力的作用下，如果保持或者做，我们就说这个物体处于平衡状态．其运动学特征是加速度为．2．共点力作用下物体的平衡条件：物体所受合外力为．☞典型例题1．例题：下列关于质点处于平衡状态的论述，正确的是．A：质点一定不受力的作用B：质点一定只受一个力的作用C：质点一定没有速度D：质点一定保持相对静止✌学习心得：✎巩固练习1．下列物体中处于平衡状态的是（）A．站在自动扶梯上匀速上升的人B．沿光滑斜面下滑的物体C．在平直路面上匀速行驶的汽车D．做自由落体运动的物体在刚开始下落的瞬间»知识点２：合成法解决平衡问题✍基础知识：1．物体在多个共点力作用下处于平衡状态，则其中的一个力与余下的力的合力大小 ，方向 ．2．物体在三个共点力作用下处于平衡状态时，这三个力的有向线段必构成封闭三角形，即表示这三个力的矢量首尾相接，恰能组成一个封闭三角形．☞典型例题2．如图所示，一个倾角为30°的斜面上，一个质量为12kg 的铁块静止，试求铁块受到的摩擦力和支持力．（g=10 m/s 2）✌学习心得：✎巩固练习2．用细线把一个小球挂在光滑墙壁上的A 点,小球与墙壁的接触点为B,如图所示．小球的质量为m,细绳的质量不计,悬线与墙壁的夹角为θ．求悬线对球的拉力和墙壁对球的支持力．✎巩固练习3． 如图所示，在倾角为 的斜面上有一块竖直放置的挡板，在挡板和斜面间搁有一个重为G 的光滑圆球，试求该斜面和挡板对球的支持力大小．。
教科版高中物理必修1第四章《物体的平衡》导学案
教科版高中物理必修1第四章《物体的平衡》导学案1.物体在共点力作用下保持静止或做匀速直线运动的状态称为平衡状态。
2．在共点力作用下物体的平衡条件是共点力的合力为零。
3．作用在物体上的几个力的合力为零，这种情形叫力的平衡。
[自学教材]1．平衡状态物体在共点力的作用下，保持静止或做匀速直线运动的状态。
2．平衡状态与运动状态的关系物体处于平衡状态时，加速度一定为零，速度不一定为零。
[重点诠释]1．从运动学的角度理解处于平衡状态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．从力学的角度理解处于平衡状态的物体所受的合外力为零，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平衡状态指物体的匀速直线运动或静止状态。
力的平衡是作用在同一处于平衡状态的物体上的几个力所满足的一种关系。
力的平衡是物体平衡的条件，物体处于平衡状态是力的平衡的结果。
1．下列物体中处于平衡状态的是( )A．F1赛道上汽车刚启动的一瞬间B．物体做自由落体运动刚开始下落的一瞬间C．第11届全运会上运动员撑杆跳到最高点的一瞬间D．停在斜面上的汽车解析：A、B、C中物体的瞬时速度为零但加速度不是零，不是平衡状态，D项中物体静止处于平衡状态，故选D。
答案：D[自学教材]1．平衡条件要使物体保持平衡状态，作用在物体上的力必须满足的条件。
2．共点力平衡条件的实验探究(1)实验探究：如图4－1－1甲所示，将三个弹簧测力计放在一个平面内，并将三个弹簧测力计的挂钩挂在同一物体上。
先将其中的两个成某一角度θ固定起来，然后用手拉第三个弹簧测力计。
平衡时分别记下三个弹簧测力计的示数及作用力的方向，并按各力的大小、方向作出力的图示，根据力的平行四边形定则，看看这三个力有什么关系。
18学年高中物理第四章物体的平衡第1节共点力作用下物体的平衡教学案教科版必修1
第1节共点力作用下物体的平衡1．物体在共点力作用下保持静止或做匀速直线运动的状态称为平衡状态。
2．在共点力作用下物体的平衡条件是共点力的合力为零。
3．作用在物体上的几个力的合力为零，这种情形叫力的平衡。
一、共点力作用下物体的平衡状态物体在共点力的作用下，保持静止或做匀速直线运动的状态。
二、共点力作用下物体的平衡条件1．平衡条件要使物体保持平衡状态，作用在物体上的力必须满足的条件。
2．共点力平衡条件的实验探究(1)实验探究如图411甲所示，将三个弹簧测力计放在一个平面内，并将三个弹簧测力计的挂钩挂在同一物体上。
先将其中的两个成某一角度θ固定起来，然后用手拉第三个弹簧测力计。
平衡时分别记下三个弹簧测力计的示数及作用力的方向，并按各力的大小、方向作出力的图示，根据力的平行四边形定则，看看这三个力有什么关系。
(注意θ不宜过大或过小)图411由图411乙可以看出，其中两个力的合力与第三个力大小相等、方向相反。
(2)实验结论物体在三个共点力作用下的平衡条件：任意两个力的合力与第三个力大小相等、方向相反，且在同一条直线上。
(即这三个共点力的合力为零)3．共点力作用下物体的平衡条件F 合＝0或⎩⎪⎨⎪⎧ F x 合＝0F y 合＝0，其中F x 合和F y 合分别是将力进行正交分解后，物体在x 轴和y 轴上所受的合力。
4．力的平衡 作用在物体上的几个力的合力为零。
1．自主思考——判一判(1)静止的物体一定处于平衡状态。
(√)(2)物体只有在不受力作用时才能保持平衡状态。
(×)(3)所受合力保持不变的物体处于平衡状态。
(×)(4)物体处于平衡状态时加速度一定为零。
(√)(5)物体处于平衡状态时任意方向的合力均为零。
(√)2．合作探究——议一议(1)物体的速度为零，物体就处于平衡状态吗？[提示] 不一定，如果物体静止时v ＝0且a ＝0，则处于平衡状态，如果v ＝0但a ≠0，则不处于平衡状态，当然也不处于静止状态。
教科版高一物理必修一教案：4.1共点力作用下物体的平衡
①共线说
②共面说
③共点说
④合成说
⑤三角形说
⑥象限说
学生在课前通过任务书的引领，对即将要研究的问题进行了初步的探索，为其思维的发散提供了较大的空间。
比如有部分学生提出了比较有深度的猜想，比如“象限说”。
课堂上学生通过具体的实验设计方案交流和实验操作，获取客观、真实的数据，通过对数据的分析形成关于规律的结论。
在总结规律的过程中，通过对所探究问题的科学思路和基本方法的渗透，提高了学生解决实际问题的能力，对学生的终身发展是有益的。
2013教科版必修一4.1《共点力作用下物体的平衡》word教案
4.1 共点力作用下物体的平衡一、教学目标：1、知道什么叫共点力作用下的平衡状态．2、掌握共点力的平衡条件．3．能灵活的运用图解法、力的合成与分解法、正交分解法等多种方法解答平衡问题．二、教学重点1、共点力作用下物体的平衡状态。
2、共点力的平衡条件。
三、教学难点：共点力的平衡条件。
四、教学步骤：导入新课：生活中的物体有的处于平衡状态，有的处于非平衡状态；其中物体的平衡状态比较常见，而且很有实际意义。
那么：什么是物体的平衡状态，物体在什么条件下才能处于平衡状态呢？本节课我们就来学习共点力作用下物体的平衡。
新课教学1、共点力作用下物体的平衡状态。
（1）什么是共点力：同时作用在同一物体上的各个力的作用线交于一点(或反向延长线)就是共点力。
这里要注意的是“同时作用”和“同一物体”两个条件。
（2）介绍物体在共点力作用下的平衡状态。
平衡状态：对质点是指静止状态或匀速直线运动状态，对转动的物体是指静止状态或匀速转动状态。
我们就说这个物体处于平衡状态。
对静止的理解：静止与速度v＝0不是一回事．物体保持静止状态，说明v＝0，a ＝0，两者必须同时成立．若仅是v＝0，a≠0，如上抛到最高点的物体，此时物体并不能保持静止，上抛到最高点的物体并非处于平衡状态．所以平衡状态是指加速度为零的状态，而不是速度为零的状态．2、共点力作用下物体的平衡条件理论推导：从牛顿第二定律知道：当物体所受合力为零时，加速度为零，物体将保持静止或者做匀速直线运动，即物体处于平衡状态，所以：在共点力作用下物体的平衡条件是合力为零。
即F＝0合3、处理平衡问题的基本方法有哪些？(1)力的平行四边形法则;物体受三个力作用而平衡时，其中任意两个力的合力必定跟第三个力等大反向．可利用力的平行四边形定则，根据正弦定理、余弦定理或相似三角形等数学知识求解．例1、图中重物的质量为m，轻细线AO和BO的A、B端是固定的，平衡时AD是水平的，BO与水平面的夹角为θ．AO的拉力F1和BO的拉力F2的大小是：A、F1=mg*cosθ；B、F1=mg*cotθ；C、F2=mg*sinθ；D、F2=mg／sinθ．析：如图1，三根细绳在O，点共点，取O点（结点）为研究对象，分析O点受力如图2．O点受到AO绳的拉力F1、BO绳的拉力F2以及重物对它的拉力T三个力的作用．图2（a）选取合成法进行研究，将F1、F2合成，得到合力F，由平衡条件知：F=T=mg则： F1=F*cotθ=mg*cotθF2=F／sinθ=mg／sinθ(2)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∑Fx=0，∑Fy=0。
高一物理教科版必修一 4.1共点力平衡教学设计
本教案是依据新课标所做，不再写三维目标，而是从物理观念，科学思维，科学探究和科学态度与责任进行展开。新课标更加注重学生对物理模型和物理情景的建立和理解。从教学内容上讲，学生参与课堂活动的过程和时间都大大增加，课堂上学生是主体，让学生充分参与，避免课上的过分说教而让教学难以进行。从知识上讲，不单单学习物理知识，对于“平衡”的理解馈入了语文上词汇的理解，让学生们了解学科之间并不是孤立的，在一个大综合的体系下，完备知识才是重要的。
回答：还有可能做匀速直线运动
图片展示物体受力为共点力有哪些
《辞海》
《跑男》视频片段
让学生首先对什么是共点力再次记忆，巩固前面的知识，温故而知新。
让同学们知道广义的平衡即实力和数量的相当，从而推广到受力平衡应该也是物体上的力也是相当，这种相当就是二力平衡中的大小相等方向相反，而在总体上暗含着合力为零
总结出物体处于平衡时的状态之一是静止。
引导学生思考，并得出还需满足加速度为零
回答：不是，不是匀速直线运动。
是，则对概念理解不清。
手握板擦从静止自由下落
让学生自己总结，逐渐习惯高中阶段的总结归纳过程。
增强学生对物理语言的理解，不要想当然，所有的物理过程都要经历推敲分析得出结论。
高中物理对矢量的理解是难度之一，很多同学想不到矢量问题，忽略方向的影响。要帮助学生逐渐建立矢量概念。
课题
4-1共点力作用下下物体的平衡
设计思想
根据新课标，从培养学生物理核心素养出发，建立开放式课堂。
指导思想与理论依据
物理核心素养
教学背景分析
本节课之前学生们已经学习了重力、弹力、摩擦力、力的合成和分解，已经具备了分析物体受力情况的基本要求，所以对于学习本节内容应该较为容易。但是同学们对于在初中学过的“二力平衡”如何过渡到多力平衡可能还存在一定难度。而且，由于我们对物体的受力分析并没有专门的课程讲解，学生们也可能存在对受力分析不明确的问题。
高中物理《物体的平衡》教学设计 教科版必修1
第四章 物体的平衡一 课标要求：二 高考考纲要求： 物体的平衡为二级考点。
三 新课标在平衡问题中的考查：1．（12新课标）如图，一小球放置在木板与竖直墙面之间。
设墙面对球的压力大小为N 1，球对木板的压力大小为N 2。
以木板与墙连接点所形成的水平直线为轴，将木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置。
不计摩擦，在此过程中 A ．N 1始终减小，N 2始终增大 B ．N 1始终减小，N 2始终减小 C ．N 1先增大后减小，N 2始终减小 D ．N 1先增大后减小，N 2先减小后增大 【答案】B2．（13新课标2）如图，在固定斜面上的一物块受到一外力F 的作用，F 平行于斜面向上。
若要物块在斜面上保持静止，F 的取值应有一定范围，已知其最大值和最小值分别为F 1和F 2（F 2＞0）。
由此可求出 A ．物块的质量 B ．斜面的倾角 C ．物块与斜面间的最大静摩擦力 C ．物块对斜面的正压力 【答案】C3. (12年新课标卷24)拖把是由拖杆和拖把头构成的擦地工具（如图）。
设拖把头的质量为m ，拖杆质量可以忽略；拖把头与地板之间的动摩擦因数为常数μ，重力加速度为g ，某同学用该拖把在水平地板上拖地时，沿拖杆方向推拖把，拖杆与竖直方向的夹角为θ。
(1)若拖把头在地板上匀速移动，求推拖把的力的大小。
(2)设能使该拖把在地板上从静止刚好开始运动的水平推力与此时地板对拖把的正压力的比值为λ。
已知存在一临界角θ0，若θ≤θ0，则不管沿拖杆方向的推力多大，都不可能使拖把从静止开始运动。
求这一临界角的正切tan θ0。
[答案]（1）mg F θμθμcos sin -=（2）λθ=0tan[解析]（1）设该同学沿拖杆方向用大小为F 的力推拖把，将推拖把的力沿竖直和水平分解，按平衡条件有N mg F =+θcos ① f F =θsin ②式中N 与f 分别为地板对拖把的正压力和摩擦力。
按摩擦定律有N f μ= ③ 联立①②③式得mg F θμθμcos sin -=④(2)若不管沿拖杆方向用多大的力都不能使拖把从静止开始运动，应用 θs i n f ≤N λ ⑤ 这时，①式仍满足，联立①⑤式得θλθcos sin -≤Fmgλ⑥ 现考察使上式成立的θ角的取值范围，注意到上式右边总是大于零，且当F 无限大时极限为零，有θλθcos sin -≤0 ⑦使上式成立的角满足θ≤θ0，这里是题中所定义的临界角，即当θ≤θ0时，不管沿拖杆方向用多大的力都推不动拖把。
高中物理教科版必修1第四单元第1课《共点力作用下物体的平衡》优质课公开课教案教师资格证面试试讲教案
高中物理教科版必修1第四单元第1课《共点力作用下物体的平衡》优质课公开课教案教师资格证面试试讲教案
1教学目标
(1)进一步理解共点力作用下物体的平衡条件,学会分析和计算共点力作用下物体的动态平衡问题。
(2)会正确选择研究对象,进行受力分析,能画出矢量三角形图,能画出动态变化过程。
掌握解决共点力动态平衡问题的图解和解析两种基本思路和操作。
(3)提高分析、解决问题问题的能力和推理能力。
树立科学研究的研究态度。
2学情分析
在有关共点力的平衡问题中,有一类涉及动态平衡。
这类问题中的一部分力是变力,力的大小和方向均要发生变化,故这是共点力平衡问题中的一类难题。
是考查学生分析、推理能力的重要题型,一直是高考考查的热点内容。
因此掌握分析这种问题的一般方法,在高一新课学习乃至高三物理复习中都有着举足轻重的地位。
3重点难点
物体受到往往是三个共点力问题,利用三力平衡特点讨论动态平衡问题是力学中一个重点和难点,许多同学因不能掌握其规律往往无从下手。
4教学过程
4.1第一学时
教学活动
1【导入】复习回顾
1.力的平行四边形定则。
2.力的三角形定则。
3.共点力平衡的条件。
2【讲授】解决动态平衡问题的一般思路方法。
1.什么是动态平衡。
2.动态平衡的题型特点。
2015-2016学年高一物理教科版必修1学案：第四章 第1讲 共点力作用下物体的平衡
第1讲共点力作用下物体的平衡[目标定位] 1.知道物体的平衡状态.2.掌握共点力作用下的物体的平衡条件.3.会用共点力的平衡条件解决有关平衡问题．一、共点力作用下物体的平衡状态物体在共点力的作用下，保持静止或做匀速直线运动，我们就说这个物体处于平衡状态．二、共点力作用下物体的平衡条件1．平衡条件：要使物体保持平衡状态，作用在物体上的力必须满足一定的条件，这个条件叫平衡条件．2．共点力作用下物体的平衡条件是：F合＝0.作用在物体上的几个力的合力为零，叫做力的平衡．3．当物体受到多个共点力(在同一平面内)的作用时，可用正交分解的方法，将各个力沿选定的直角坐标分解，如沿x轴方向的合力为零，沿y轴方向的合力也为零，则物体处于平衡状态，平衡条件可写成F x合＝0，F y合＝0.想一想：竖直上抛的物体到达最高点的速度为0，物体处于静止状态吗？答案不是，竖直上抛的物体到达最高点时F合不等于0(受重力).一、共点力及其平衡1．平衡状态：物体在力的作用下保持静止或匀速直线运动的状态．2．平衡条件：合外力等于0，即F合＝0.3．推论(1)二力平衡：若物体在两个力作用下处于平衡状态，则这两个力一定等大、反向．(2)三力平衡：若物体在三个共点力作用下处于平衡状态，则任意两个力的合力与第三个力等大、反向．(3)多力平衡：若物体在n个共点力作用下处于平衡状态，则其中任意(n－1)个力的合力必定与第n个力等大、反向．(4)三个分力的合力大小范围的确定①最大值：当三个力同向时，合力F最大，F max＝F1＋F2＋F3.②最小值：a.若其中两个较小分力之和(F1＋F2)大于等于第三个分力F3时，合力的最小值为零，即F min＝0；b.若其中两个较小分力之和(F1＋F2)＜F3时，合力的最小值F min＝F3－(F1＋F2)．③合力的取值范围F min≤F≤F max.例1下列物体中处于平衡状态的是()A．静止在粗糙斜面上的物体B．沿光滑斜面下滑的物体C．在平直路面上匀速行驶的汽车D．做自由落体运动的物体在刚开始下落的瞬间解析在共点力的作用下，物体如果处于平衡状态，则该物体必同时具有以下两个特点：从运动状态来说，物体保持静止或者匀速直线运动状态，加速度为零；从受力情况来说，合外力为零．物体在某一时刻的速度为零，并不等同于这个物体保持静止，如果物体所受的合外力不为零，它的运动状态就要发生变化，在下一个瞬间就不是静止的了，所以物体是否处于平衡状态要由物体所受的合外力和加速度判断，而不能认为物体某一时刻速度为零，就是处于平衡状态，本题的正确选项应为A、C.答案AC例2已知一个物体受到100个力的作用处于静止状态，现把其中一个大小为8N的力转过90°，其余的力不变，求此时物体的合力．解析物体受到100个力的作用而处于静止状态时，合力为零，其中一个大小为8N的力与其余99个力的合力大小相等，方向相反，即99个力的合力大小为8N，方向与8N的力相反．将8N的力的方向转过90°时，与其余99个力的合力的夹角为90°，根据平行四边形定则得，物体的合力为F合＝82N.答案82N例3同一物体在下列几组共点力作用下可能处于静止状态的是()A．3N、4N、5N B．3N、5N、9NC．4N、6N、11N D．5N、6N、12N解析处于静止状态的物体所受到的合力为零，根据三个共点力的合力范围可知：3N、4N、5N的合力范围是0≤F合≤12N，故A可能；3N、5N、9N的合力范围是1N≤F合≤17N，故B不可能；4N、6N、11N的合力范围是1N≤F合≤21N，故C不可能；5N、6N、12N的合力范围是1N≤F合≤23N，故D不可能．答案 A二、正交分解法在共点力平衡问题中的应用1．当物体受到多个共点力(在同一平面内)的作用时，也可用正交分解的方法，将各个力沿选定的直角坐标轴分解(建立直角坐标系时，一般尽量使更多的力落在坐标轴上，以减少分解力的个数)，然后根据F x合＝0，F y合＝0列式求解．2．运用共点力平衡条件解题的步骤(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分析图．(3)对研究对象所受的力进行处理，或合成或分解或正交分解．(4)根据F合＝0或F x合＝0，F y合＝0列方程求解．例4如图1所示，与水平面夹角为30°的固定斜面上有一质量m＝1.0kg的物体．细绳的一端通过摩擦不计的定滑轮与固定的弹簧秤相连．物体静止在斜面上，弹簧秤的示数为6.0N．求物体受到的摩擦力和支持力．(取g＝10m/s2) 图1解析物体受力情况如图所示．物体重力沿斜面方向向下的分量G x＝mg sin30°＝5.0N＜弹簧的拉力T，故摩擦力沿斜面向下．根据共点力平衡：T＝mg sin30°＋fN＝mg cos30°解得：f＝1N，N＝53N，方向垂直于斜面向上．答案摩擦力大小为1N，方向沿斜面向下；支持力大小为53N，方向垂直于斜面向上．借题发挥 1.解物体在三个以上共点力作用下的平衡问题，一般不选择合成法，而是选择正交分解法，既方便又不易出错．2．正交分解形式的平衡问题，若涉及滑动摩擦力则一般有三个方程：一是F x＝0，二是F y ＝0，三是f＝μN.图2针对训练拖把是由拖杆和拖把头构成的擦地工具(如图2所示)．设拖把头的质量为m，拖杆质量可忽略；拖把头与地板之间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g.某同学用该拖把在水平地板上拖地时，沿拖杆方向推拖把，拖杆与竖直方向的夹角为θ.若拖把头在地板上匀速移动，求推拖把的力的大小．答案μmg sinθ－μcosθ解析设该同学沿拖杆方向用大小为F的力推拖把．将推拖把的力沿竖直和水平方向分解，根据平衡条件有F cosθ＋mg＝NF sinθ＝f式中N和f分别为地板对拖把的支持力和摩擦力，又因为f＝μN联立以上三式得F＝μmgsinθ－μcosθ对平衡状态的理解1．关于物体的平衡，下列说法正确的是()A．如果物体所受合力等于零，则一定处于静止状态B．如果物体所受合力等于零，则一定处于匀速直线运动状态C ．只要物体速度等于零，物体就处于平衡状态D ．如果物体受到共点力作用而处于平衡状态，则合外力一定为零 答案 D解析 物体所受合力等于零，则物体处于静止状态或匀速直线运动状态，因此，A 、B 均错；物体速度为零时，合力可能不为零，如竖直上抛物体到达最高点的瞬间，故C 错．共点力作用下平衡条件的简单应用2．如图3所示，某个物体在F 1、F 2、F 3、F 4四个力的作用下处于静止状态，若F 4的方向沿逆时针转过60°而保持其大小不变，其余三个力的大小和方向均不变，则此时物体所受到的合力大小为( )图3A.F 42B.3F 42C ．F 4D.3F 4 答案 C解析 由共点力的平衡条件可知，F 1、F 2、F 3的合力应与F 4等大反向，当F 4的方向沿逆时针转过60°而保持其大小不变时，F 1、F 2、F 3的合力的大小仍为F 4，但方向与F 4成120°角，由平行四边形定则可得，此时物体所受的合力大小为F 4，所以本题正确的选项应为C.利用正交分解法求解物体的平衡问题图43．如图4所示．一个与竖直方向间夹角α＝30°的斜向推力F 能使一块重G ＝100N 的物体贴着光滑的竖直墙面匀速上行，则推力F 大小为多大？此时墙受到的压力N 大小为多大？ 答案 115.5N 57.7N解析 以A 为研究对象，受力如图所示，建立直角坐标系，由平衡条件知：N＝F sin30°①F cos30°＝G ②①②联立得F≈115.5N，N≈57.7N；由牛顿第三定律知墙受到的压力大小是N′＝N＝57.7N.(时间：60分钟)题组一对平衡状态及平衡条件的理解1．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，物体就一定处于平衡状态B．物体相对另一物体保持静止时，物体一定处于平衡状态C．物体所受合力为零，就一定处于平衡状态D．物体做匀加速运动时，物体处于平衡状态答案 C解析处于平衡状态的物体，从运动形式上看是始终处于静止或匀速直线运动状态，从受力上来看，物体所受合力为零．2．重60N的物体放在水平地面上，现用35N的竖直向上的拉力提物体，则物体所受的合力是()A．25NB．95NC．0D．因为不知物体所处状态，故无法判断答案 C解析物体受到的竖直向上的拉力小于重力，物体还受到支持力作用，在三力作用下处于平衡状态，故合力为0.3．物体同时受到同一平面内三个共点力的作用，下列几组力的合力不可能为零的是() A．5N、7N、8N B．5N、2N、3NC．1N、5N、10N D．10N、10N、10N答案 C解析三力合成，若前两个力的合力可与第三个力大小相等、方向相反就可以使这三个力合力为零，只要使其第三个力在其他两个力合力范围内，就可能使合力为零，即第三个力F3满足：|F1－F2|≤F3≤F1＋F2.分析选项A、B、C、D各组力中前两个力合力范围，只有C中的三个力不满足上述关系，即选项C中的三个力的合力不可能为零．图14．如图1所示，木块在拉力F作用下，沿水平面向右做匀速直线运动，则力F与摩擦力的合力方向一定是()A．向上偏右B．向上偏左C．向左D．竖直向上答案 D解析物体受重力、支持力、拉力F、摩擦力四个力作用而平衡，由共点力的平衡条件可知，拉力F与摩擦力的合力一定与重力和支持力的合力等大反向，即竖直向上，D项对．图25．如图2所示，用两根细线把A、B两小球悬挂在天花板上的同一点O，并用第三根细线连接A、B两小球，然后用某个力F作用在小球A上，使三根细线均处于直线状态，且OB 细线恰好沿竖直方向，两小球均处于静止状态．则该力可能为图中的()A．F1B．F2C．F3D．F4答案BC解析因为BO处于竖直方向，所以B只受重力和竖直绳OB的拉力，绳AB没有力的作用，故而可知A球只受三个力的作用：重力、绳OA的拉力、外力．根据平衡条件，A所受合外力为零，即绳OA的拉力与重力的合力一定与第三个力是一对平衡力．绳OA拉力大小不确定，所以其与重力的合力可能范围在两力的夹角内，那么外力的范围是该角的对顶角，综上B、C两项正确．图36．人站在自动扶梯上随扶梯匀速上升，如图3所示，下列说法中正确的是()A．人所受合力方向同图中速度的方向B．人在水平方向受到向右的摩擦力的作用C．人只在竖直方向受力且合力为零D．人在竖直方向所受合力不为零答案 C解析由于人匀速上升，处于平衡状态，所以人所受的合力一定为零，在水平方向不受力的作用．否则，与人所处的状态就是矛盾的．题组二用正交分解法求解平衡问题图47．如图4所示，质量为m的物体在与水平方向成α角的拉力作用下做匀速直线运动，物体与水平面间的动摩擦因数为μ，则物体所受摩擦力的大小为()A．F cosαB．F sinαC．μmg D．μ(mg－F sinα)答案AD解析以质量为m的物体为研究对象，受力分析如图所示根据平衡条件得：水平方向上F cosα＝f，选项A正确；竖直方向上F sinα＋N＝mg，又f＝μN＝μ(mg－F sinα)知D正确．图58．我国国家大剧院外部呈椭圆形，屋顶可视为半球形．一警卫人员为执行安保任务，须在半球形屋顶上向上缓慢爬行，如图5所示，则他在向上爬的过程中()A．屋顶对他的支持力变大B．屋顶对他的支持力变小C．屋顶对他的摩擦力变大D屋顶对他的摩擦力变小答案AD解析警卫人员缓慢爬行时受力平衡，分析受力如图所示，由力的平衡条件得f＝mg sinθ，N＝mg cosθ，随着向上爬行，角度θ在不断减小，因此摩擦力f减小，支持力N增大．9．如图6所示，质量为m、横截面为直角三角形的物块ABC，∠BAC＝α，AB边靠在竖直墙面上，F是垂直于斜面AC的推力．物块与墙面间的动摩擦因数为μ，现物块静止不动，则()A．物块可能受到4个力作用B．物块受到墙的摩擦力的方向一定向上图6 C．物块对墙的压力一定为F cosαD．物块受到摩擦力的大小等于μF cosα答案AC解析对物块受力分析可知物体可能受摩擦力也可能不受摩擦力，受摩擦力时可能方向向上，也可能向下．由水平方向的平衡知A、C项正确．题组三综合应用图710．如图7所示，一个半球形的碗放在桌面上，碗口水平，O点为其球心，碗的内表面及碗口是光滑的．一根细线跨在碗口上，线的两端分别系有质量为m1和m2的小球，当它们处于平衡状态时，质量为m1的小球与O点的连线和水平线的夹角为α＝60°，求两个球的质量比m2m1.答案33解析 选取m 1为研究对象，受力分析如图所示．根据碗口光滑可知，m 1受到的拉力F 等于m 2的重力m 2g ，由几何知识可得F 和N 与竖直方向的夹角θ＝30°，利用正交分解法可知F cos30°＋N cos30°＝m 1g F sin30°＝N sin30° 由此可以解出m 2m 1＝33.图811．如图8所示，表面光滑、重量为G 的尖劈插在A 、B 之间，在尖劈背上加一压力F ，求 (1)尖劈对A 侧的压力大小； (2)尖劈对B 侧的压力大小． 答案 (1)G ＋Fsin α(2)(G ＋F )cot α解析 将尖劈受到的重力G 和外力F 按照两个方向进行分解，如图所示． (1)尖劈对A 侧的压力 F A ＝G 1＋F 1，由几何关系可得G 1＝G sin αF 1＝F sin α代入可得F A ＝G ＋Fsin α(2)尖劈对B 侧的压力F B ＝G 2＋F 2 由几何关系可得G 2＝G cot α F 2＝F cot α代入可得F B ＝(G ＋F )cot α图912．如图9所示，一质量为6kg的物块，置于水平地面上．物块与地面的动摩擦因数为0.5，然后用两根绳分别系在物块的A点和B点，A绳水平，B绳与水平面成37°角，已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8, g取10m/s2(1)逐渐增大B绳的拉力，直到物块对地面的压力恰好为零，则此时A绳和B绳的拉力分别是多大？(2)将A绳剪断，为了使物块沿水平面做匀速直线运动，在不改变B绳方向的情况下，B绳的拉力应为多大？答案(1)80N100N(2)27.3N解析(1)F A＝mg/tanθ＝80NF B＝mg/sinθ＝100N(2)水平方向：f＝F B cosθ竖直方向：F B sinθ＋N＝mg得N＝mg－F B sinθ，f＝μN得F B cosθ＝μ(mg－F B sinθ)解得：F B≈27.3N图1013．如图10所示，物体A置于水平桌面上，物体B的重力为6N，物体A、B均处于静止状态，绳OA水平，绳OC与水平方向成37°角．sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，取g＝10m/s2.(1)求绳OC中的拉力的大小；(2)求物体A受到的摩擦力的大小；(3)若物体A与水平桌面间的最大静摩擦力为10N，为使物体A、B保持静止状态，则物体B的重力不能超过多大？答案(1)10N(2)8N(3)7.5N解析(1)根据物体平衡条件得，F C sin37°＝G B则F C＝G B＝10Nsin37°(2)根据物体平衡条件得F C cos37°＝F A解得F A＝8N物体A在水平方向受到的摩擦力f大小与绳OA拉力大小相等f＝F A＝8N (3)绳OA中的最大拉力F A m＝f静max＝10N＝tan37°根据物体平衡条件得G B mF A m解得G B m＝F A m tan37°＝7.5N。
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主题2：
平衡状态
平衡状态是指物体在共点力的作用下,保持静止或匀速直线运动的状态。
(1)平衡状态包括哪些情况?在水平直道上匀速行驶的汽车是否处于平衡状态?在空中刚释放的小球是否处于平衡状态?围绕地球平稳运行的人造卫星是否处于平衡状态?
(2)物体处于平衡状态时,它的速度和加速度有什么特点?
口头表述
主题3：
平衡条件
物体处于平衡状态的条件是物体受到的合力为零，处于平衡状态的物体合力一定为零,但物体所受到的力不一定共点。
通过实验探究,得出共点力作用下物体处于平衡状态的条件。这个平衡条件总结起来就是物体受到的合力为零。对于下列具体情况还可以怎么描述?
(1)只受两个力作用的物体。
(2)只受三个力作用的物体。
学法指导
重点讲述共点力作用下物体的平衡条件。
课程导学建议
重点难点
共点力作用下物体的平衡状态,共点力的平衡条件。
教学建议
本节内容需要安排1个课时教学,通过对教材中“图4-1-1”的分析让学生认识到书、小孩、小球这些物体都处于平衡状态,引导学生对其进行受力分析,进而从动力学的角度得出物体的平衡条件。教学中要注意从学生已学知识出发,采用理论分析和实验探究相结合的方法进行教学。关于对共点力平衡条件的应用,要选择有代表性的题目进行分析讲解,解题过程中要以学生为主体,引导学生进行受力分析,总结解题思路。
图片展示
第一层级
研读教材
指导学生学会使用双色笔，确保每一位学生处于预习状态。
通读教材，作必要的标注，梳理出本节内容的大致知识体系。
PPT课件呈现学习目标
完成学案
巡视学生自主学习的进展和学生填写学案的情况。
尽可能多得独立完成学案内容，至少完成第一层级的内容。
结对交流
指导、倾听部分学生的交流，初步得出学生预习的效果
就学案中基础学习交流的内容与结对学习的同学交流。
第二层级
小组讨论
小组展示
补充质疑
教师点评
主题1：
共点力
考查对共点力的认识。一个物体受到几个力的作用,如果这几个力有共同的作用点或者这几个力的作用线交于一点,这几个力 Nhomakorabea为共点力。
如图所示,表面光滑、质量分布均匀的圆柱体架在方木块与竖直墙壁之间保持静止,圆柱体受到多少个力作用?画出它的受力示意图。这些力是不是共点力?
(3)受更多个力作用的物体。
口头表述
第三层级
基本技能检测
根据具体情况与部分同学（特别是各小组组长）交流,掌握学生的学习情况.
全体学生独立思考，独立完全，小组同学都完成后可交流讨论。
PPT课件
拓展技能检测
视学生基础和课堂时间、教学进度决定是否作要求
教师未提出要求的情况下学有余力的学生可自主完成
PPT课件
授课年级
高一
课题
课时4.1共点力作用下物体的平衡
课程类型
新授课
课程导学目标
目标解读
1.知道共点力作用下物体平衡的概念,能叙述共点力作用下物体处于平衡状态的含义。
2.通过三个共点力平衡的实验探究,推出共点力作用下物体的平衡条件,培养提高观察能力和分析推理能力。
3.正确理解共点力平衡的条件,通过分析实例,初步学会利用共点力的平衡条件与物体的受力分析、力的合成和分解等知识解决平衡问题。
课外拓展
无
PPT课件
板书设计
共点力作用下物体的平衡
记录要点
教师可在学生完成后作点评
学生在相应的位置作笔记。
PPT课件
第四层级
知识总结
教师可根据实际情况决定有没有必要总结或部分点评一下。
学生就本节所学做一个自我总结，之后可小组交流讨论。
PPT课件呈现
感悟收获
注意有代表性的收集一些学生的体会，以便有针对性地调整教学方法。
根据自己的感受如实填写
根据自己的思考找出解决方案
课前
准备
研读教材，估计学生自主学习过程中可能出现的问题和疑难点，在导学案的基础上根据本班学生学习情况进行二次备课，准备课堂演示的实验器材或视频资料。
导学过程设计
程序设计
学习内容
教师行为
学生行为
媒体运用
新课导入
创设情境
前面我们学习对物体进行受力分析时,常说要根据物体的平衡与否来判断受力情况。那什么是物体的平衡状态呢?怎样的物体才能处于平衡状态?平衡状态又有什么特点呢?请同学们看书并思考这些问题,这节课我们就来解决这些问题。