物理教案-共点力作用下物体的平衡
《共点力作用下物体的平衡》教案
《共点力作用下物体的平衡》教案一、教学目标(1)知道平衡状态是物体的一种运动状态。
(2)知道物体平衡的概念和共点力作用下物体平衡的条件。
(3)应用平衡条件对平衡状态的物体进行受力分析。
二、教学难点重点重点：对共点力平衡概念和条件的正确理解；难点：对平衡状态的物体进行受力分析。
三、教学过程1．创设情境,引入新知（3min）显示有关平衡的图片，提出与课题相关的问题，将学生兴趣和注意力吸引到讨论有关平衡的问题上来。
同时使学生初步理解平衡状态。
设问1：什么是物体的平衡状态?设问2：物体如何才能保持平衡状态？2.新课教学：共点力作用下物体的平衡（10min）A）共点力概念：几个力都作用在物体的同一点，或者它们的作用线相交于同一点，这几个力就叫做共点力。
说明：研究物理问题时，对于平动的物体，可以当成一个质点，作用在该物体上的几个力都可以被看作是共点力。
（区分平动，转动）B）共点力平衡的理解设问3：如何判断物体是否处于平衡状态？学生讨论物体平衡时体现的运动状态和特征，请学生举例：哪些物体属于在共点力作用下平衡状态，为理解共点力平衡状态的概念做准备。
结论：物体在共点力的作用下，如果保持静止或者做匀速直线运动，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=0，两者同时成立。
若仅是v=0，a<>0 ，物体并非处于平衡状态。
强调共点力作用下的平衡状态与物体加速度相关。
反馈练习：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．做自由落体运动的物体在刚开始下落的瞬间d．水平抛出去的小石块e．匀速降落的跳伞运动员f．蹦床运动员上升到最高点时g．宇航员乘坐神六进入轨道做圆周运动时C．共点力作用下物体的平衡条件复习牛顿第二定律引导学生思考在共点力作用下的物体处于平衡状态与受力状态联系。
(利用牛顿第二定律推导共点力作用下物体的平衡条件。
《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。
高一物理必修一第四章第一节《共点力作用下物体的平衡》教师教学实施方案
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。
课程导学目标学法指导重点讲述共点力作用下物体的平衡条件。
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。
课程导学建议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。
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。
图片展示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。
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。
第一层级结对交流指导、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。
共点力作用下物体平衡实验操作流程——教案
共点力作用下物体平衡实验操作流程——教案一、实验目的1、熟悉物体平衡规律。
2、掌握共点力的概念和特点。
3、掌握基本的力学平衡定理。
二、实验材料实验台、直尺、砝码、天平、导轨、滑块、线圈、三角支架。
三、实验操作流程1、准备实验材料和仪器，实验台保持水平。
将导轨固定在两个三角支架上。
2、将滑块放在导轨上，用直尺测量滑块到距离导轨塑料架边缘5cm处的距离。
3、在滑块上悬挂一根细线，并将砝码挂在线的下端。
将砝码的大小记录下来。
4、用天平测量滑块的质量，记录数据。
5、根据测量结果算出滑块的重力。
6、将线圈挂在导轨上，将滑块悬在线圈上方，调整线圈位置，使其与滑块重心重合。
7、调整线圈位置后，记录下此时的线圈位置，同时记录滑块到导轨塑料架边缘5cm处的距离。
8、将两根线分别绕过滑块两端，一个线连接一个砝码，使得两个砝码簇在一起，共点作用在滑块上。
9、观察并记录滑块与线圈之间的距离，以及线圈位置的变化情况。
10、根据实验数据计算共点力的大小，比较共点力与滑块的重力，判断滑块是否处于平衡状态。
四、实验要点1、实验时要确保实验台保持水平。
2、实验时要注意测量数据准确性，记录数据。
3、实验时注意安全，操作时轻拿轻放，防止误伤。
五、实验结果的分析与讨论本实验的最终目的是研究物体平衡规律，熟悉共点力的特点和力学平衡定理。
实验前，我们需要测量滑块的质量和重力，并记录下来，用于后续的实验计算。
在实验中，我们需要利用线圈的重力做共点力，观察并记录滑块与线圈之间的距离，以及线圈位置的变化情况。
根据实验数据的计算，我们能够得出共点力的大小，并比较共点力与滑块的重力，判断滑块是否处于平衡状态。
我们还要注意实验的准确性以及安全性，保护好实验仪器设备，以便我们在后续的实验中使用。
这个实验的目的是探究物体平衡规律，熟悉共点力的特点和力学平衡定理，通过实验的数据分析，加深对物理学中的平衡规律的理解，对我们进一步了解自然规律的工作具有十分重要的意义。
理解力的平衡与共点力作用——教案
理解力的平衡与共点力作用——教案一、教学目标1.帮助学生学习并理解什么是平衡和共点力；2.通过一些实例和练习，让学生进一步掌握平衡和共点力的原理；3.帮助学生将所学知识应用到实际生活中，如认识到平衡和共点力的作用。
二、教学内容1.平衡原理平衡指物体在静止或运动过程中，不倾斜，不转动的状态。
平衡又分为稳定平衡和非稳定平衡。
稳定平衡是指物体在受到一个微小的扰动后，会自动恢复原来的平衡状态；而非稳定平衡则是指物体在受到一个微小的扰动后，会失去平衡。
例，用筷子竖着支撑一个小球，这时小球就处于稳定平衡状态。
但是，如果将筷子稍微斜倾一点点，小球就非常容易倾倒，这时小球处于非稳定平衡状态。
2.共点力原理共点力又称夹角作用力，是指物体受到两个或多个力的作用时，在某个点处产生的合力。
例如，在吊桥上行走时，我们的脚受到重力和支持力的作用，这些作用力在脚底产生合力，从而支撑我们的身体。
夹角作用力通常是垂直于施力面的。
三、教学过程1.导入通过引入一些实例，如骑车、坐电梯等，让学生思考物体为什么能保持平衡状态。
2.学习平衡原理介绍稳定平衡和非稳定平衡的定义和特点，并通过实例让学生理解。
给学生提供一些练习题，如图中的小球在何种情况下能保持平衡？（给出三张示意图）。
3.学习共点力原理通过实例引导学生理解共点力的定义和原理。
给学生提供一些练习题，如吊桥上行走时我们的脚所受的两个力分别是什么？这两个力在哪个点处产生合力？4.应用知识小组讨论，设计一个实验来验证共点力原理。
学生们可以选择一些日常生活中的物体进行实验，如书本、水杯等。
通过实验，让学生更好地理解平衡和共点力的作用，并在实践中加深印象。
5.课堂总结总结平衡原理和共点力原理的基本概念和原理，并能用自己的语言简单地解释其作用。
四、教学工具黑板、彩色粉笔、幻灯片、实验器材等。
五、教学反思平衡和共点力是物理学中的基础概念，对学生的进一步学习和理解有着重要的作用。
通过实践，将所学知识应用到实际生活中，有助于学生更好地掌握和记忆相关内容。
必修物理知识点——共点力作用下物体平衡教案
必修物理知识点——共点力作用下物体平衡教案一、教学目标与要求1.了解共点力的定义、特点和法则，掌握常见物体在共点力作用下的平衡状态。
2.理解平衡的概念和条件，明确静力学平衡和动力学平衡的含义及其相互关系。
3.学习利用平衡条件解决实际问题，掌握如何绘制受力分析图。
二、教学重点1.共点力与物体平衡状态的关系，如何确定各个力和力的方向。
2.利用平衡条件分析物体的平衡状态。
三、教学难点1.对于连杆、斜面等复杂结构的受力分析。
2.如何准确绘制受力分析图，以及如何判断平衡状态。
四、教学过程1.认知导入（10分钟）教师利用物体静止的现象，引导学生思考静力学平衡的概念，以及物体平衡的基本条件。
并通过图示介绍共点力的概念和特点。
2.理论讲解（20分钟）介绍共点力的特点，描述物体在共点力作用下的平衡状态，并分析共点力作用下物体所受力的方向。
引入平衡条件，通过平衡条件的讲解，让学生理解物体的平衡状态。
3.教案实践（30分钟）在讲解完理论知识后，教师展示一些常见的实际问题，学生通过绘制受力分析图来求解问题，讲解如何确定各个力的方向，如何应用平衡条件等知识点。
4.归纳总结（10分钟）在讲解完实际问题之后，教师引导学生回顾共点力和平衡条件的相关知识点，并结合实践，总结共点力、受力分析图、平衡条件等知识点的应用。
五、教学资源教师准备了共点力作用下物体平衡状态的相关实验设备。
六、教学评估本次授课采取小组探究的方式，让学生在组内合作完成实例分析，收集、分析并解决自己提出的问题，发挥学生的主体性和创造性，同时教师进行现场点评及评估，及时纠正学生的错误，肯定学生的正确做法，以此提高学生的问题解决能力和对物理知识的理解。
教师将根据学生的表现，进行成绩评定和反馈。
七、教学总结本节课的主要内容是共点力作用下物体的平衡状态，以及平衡条件的应用。
通过对一些常见实际问题的分析，学生更容易掌握各个知识点的具体应用，提高学生的问题解决能力和对物理知识的理解。
基础力学：共点力作用下物体的平衡——教案
基础力学：共点力作用下物体的平衡——教案一、教学目标通过学习本节内容，学生能够掌握：1.共点力的概念和特点。
2.掌握静力平衡的基本概念和判断方法。
3.了解其它力引起的平衡失稳的基本概念和判断方法。
二、教学重点1.掌握静力平衡的基本概念和判断方法。
2.了解其它力引起的平衡失稳的基本概念和判断方法。
三、教学内容及进度安排第一节：共点力的概念和特点1.探究力的三个方面：作用力、受力对象以及作用力与受力对象之间的关系。
2.定义共点力的概念。
3.分析共点力的特点。
4.通过实验，体验共点力的特点与规律。
第二节：静力平衡的基本概念和判断方法1.定义静力平衡的概念。
2.掌握平衡力的概念。
3.学习应力分析图的绘制方法。
4.通过举一些实例，掌握判断物体是否处于静力平衡的方法。
第三节：其它力引起的平衡失稳的基本概念和判断方法1.了解平衡失稳的基本概念。
2.探究平衡失稳的原因。
3.学习判断物体是否处于平衡失稳的方法。
四、教学方法1.引导教学。
2.问题驱动型教学。
3.课堂讨论与自主探究相结合。
4.复合型实验教学。
五、教学评价1.学生自评。
2.教师观察评价。
3.学习感受反馈。
4.课堂讨论、实验报告评价。
六、教学意义1.本节课的教学内容为学生打下基础力学的基本知识和技能，为以后深入研究结构力学、力学分析、工程结构设计等课程奠定坚实基础。
2.基础力学中的共点力和静力平衡课程内容，也是体现工程力学之本、讲求工程技术之实用的典型。
3.完整的课程设计，可以帮助学生更好地掌握理论知识，从而可以将知识应用于实际解决问题的能力。
七、教学建议1.在教学时可以增加一些生动的例子，以凸显共点力和静力平衡的重要性。
2.每节课先进行复习，再展开新的教学内容。
3.教学交互性要增加，非单向讲解，而是要与学生多进行互动。
四、教学方法1.引导教学。
2.问题驱动型教学。
3.课堂讨论与自主探究相结合。
4.复合型实验教学。
五、教学评价1.学生自评。
2.教师观察评价。
共点力作用下物体的平衡
共点力的平衡一、核心素养与教学目标1、建立物理观念通过生活实例建立物体平衡状态的概念，通过实验探究验证共点力的平衡条件。
2、形成科学思维根据二力平衡原理，经过科学推理得出的共点力的平衡条件，并通过实验验证共点力的平衡条件，培养学生的分析能力和研究性思维能力。
3、进行科学探究通过开展分组实验，合作探究出共点力的平衡条件。
4、培养科学态度与责任通过实验探究培养学生科学探究精神和理论联系实验、实际的科学态度。
激发学生求知欲望，培养学生探索精神，合作能力。
二、教学难点1、教学重点：对共点力的平衡条件的理解及应用。
2、教学难点：通过实验探究共点的平衡条件。
三、教学媒体：多媒体课件、学案。
四、教学过程教学环节（时间）教学内容与教师活动学生活动导入(问题引入(约1分钟)通过对共点力和共点力作用下平衡状态的介绍，设置问题“共点力的平衡平衡条件是什么？”。
思考问题一、什么是共点力一、共点力二、共点力作用下的平衡状态问题二、共点力作用下的平衡状态有哪些？观看视频，感受二力平衡的条件。
（以上内容共约7分钟）探究一、验证共点力作用下物体的平衡条件（约20分钟）如果一个物体能够保持静止或匀速直线运动，我们就说该物体处于平衡状态。
播放视频，将学生引入二力平衡情境，回顾二力平衡条件并激发探究欲望。
三、共点力的平衡条件1、二力平衡条件（通过观看视频及对实例的分析得出）两力作用在同一物体上，大小相等、方向相反，作用在同一直线上.二力的合力为零，即:F合=02、多个共点力的平衡条件:F合=0（科学推理）学生分组探究实验1、实验目的：验证多个共点力的平衡条件。
（以三个共点力的平衡为例）2、实验方案：①让一个物体受到三个力处于平衡状态；②通过实验证明其中两个力的合力与第三个力等大反向，即F合=03、实验器材：图板、白纸、图钉、弹簧测力计三个、刻度尺、细绳套。
4、实验设计：①将一方形薄木板平放在桌面上，并在板面上用图钉固定好白纸，将三个弹簧测力计的挂钩用细线系在细绳套上。
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物理教案－共点力作用下物体的平衡一、学问目标1、知道什么叫共点力作用下的平衡状态．2、把握共点力的平衡条件．3、会用共点力的平衡条件解决有关平衡问题．二、力量目标1、培育同学应用力的矢量合成法则平行四边形定则进行力的合成、力的分解的力量．2、培育同学全面分析问题的力量和推理力量．三、情感目标1、教会同学用辨证观点看问题，体会团结帮助．教学建议教材分析1、通过实际〔生产生活中〕的例子来说明怎样的状态是平衡状态，使同学全面理解平衡状态——静止或匀速直线运动．2、共点力作用下物体的平衡条件在实际中的应用，是本节课教学的重点．对于不同类型的平衡问题，如何根据平衡条件建立方程，对于同学来说是学习中的难点．(平衡系统中取一个物体为讨论对象，即隔离体法处理；取二以上物体为讨论对象，即整体法处理．建立方程时可利用矢量三角形法或多边形法的合成和正交分解法来处理．) 教法建议1、本节例题的教学重在引导同学学习分析方法．由于同学已经把握了动力学问题的一般分析方法，教学时可先回顾动力学问题的分析方法，然后引导同学迁移到静力学问题中去．2、本节例题代表了两种典型的静力学问题．建议教学中引导同学做出小结．教学设计〔方案〕第一节共点力作用下物体的平衡一、平衡状态假如物体保持静止或者做匀速直线运动，则这个物体处于平衡状态．由此可见，平衡状态分两种状况：一种是静态平衡状态，此时，物体运动的速度，物体的加速度；另一种是动态平衡，此时，物体运动的速度，物体的加速度．留意：1、物体的瞬时速度为零时，物体不肯定处于平衡状态．例如，将物体竖直上抛，物体上升到最高点时，其瞬时速度，但物体并不能保持静止状态，物体在重力作用下将向下运动，由牛顿其次定律可得，物体此时的加速度，只有当物体能保持静止状态即其加速度也为零，物体才是处于静平衡状态．2、物理中的缓慢移动可认为物体的移动速度很小，即要多小有多小，故可认为其移动速度趋于零，因此，习题中消失“缓慢移动”都可理解为物体处于动态平衡状态．二、共点力假如几个力的作用点相同，或作用线(或反向延长线)交于一点，这几个力就叫做共点力．三、共点力的平衡条件从牛顿其次定律知道，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，因此，在共点力作用下物体的平衡条件是合力为零，即．解题的基本思路和方法：解物体的平衡问题的程序是：确定平衡体，作出受力图，正交分解好，定向列方程．第一步确定讨论对象，依据题意将处于平衡状态的物体或结点作为讨论对象，通常用隔离体法将确定的讨论对象从它所处的环境中隔离出来．但有时要将讨论对象连同它的关联物一起作为讨论系统〔整体法〕，反而运算便利，请留意讨论下文将要给出的例题．其次步进行受力分析，作出讨论对象的受力图．这一步是解题成败之关键，务必细致周到，不多不漏．〔推断分析的力是不是正确，可用假定撤除法和条件法来处理〕第三步建立坐标系或规定正方向．如何建立合适的坐标系，要看问题的已知量、未知量而定．原则是要使力与坐标轴的夹角简洁而明确，这样可使方程明快．坐标设置不当，会引起需要使用三角中的和差化积、半角倍角公式等运算工具，使计算大为繁冗．一般选未知量的方向为坐标系的正方向为宜，建立坐标系后，把不在坐标轴上的力用正交分解法分解到坐标轴上，并画出其分力的精确图示备用．第四步依据物体平衡的充要条件列出平衡方程组，运算求解．对结论进行评估．必要时对结论进行商量．探究活动重心与平衡活动内容：探讨重心与平衡的学问在实际生活中的应用．活动目的：1、了解考虑物体重心的意义，知道找物体重心的方法．2、了解物体的平衡状态、平衡位置．知道不同平衡位置的稳定性不同，稳定性与重心的关系及在生活中的实际应用．3、激发同学爱科学、学科学的爱好；培育运用物理学问，分析、解决实际问题的力量．活动预备：长方形的塑料尺、心形卡片、中空的管子〔圆环〕、烟盒、奶瓶、细竹竿、硬币、梯形皮包、支架及茶杯、走索演员在一根高空钢丝上表演的投影片，在绳索上驾驶摩托车下挂载人“车厢”的投影片．活动过程：科学讲座，并进行商量与思索①你能回答老师给你提出的问题吗？②你觉得重心和平衡的学问在生活中的应用广泛吗？你能举出实例吗？物理学中的其它学问呢？1、分析确定重心的问题重心是重力在物体上的作用点也就是物体各部分所受重力的合力的作用点．为什么要考虑物体的重心呢？当我们盼望一个物体保持平衡时，就要用到重心的概念．例如，这里有一把尺子，为了把尺子支撑住，有一个方法就是把它放在桌子上．这时，桌子向尺子的各个部分都施加了支撑力，但是尺子的重力也可以被看作只作用在重心上．我们可以把一个手指尖放在尺子重心的下面，这时，仅仅支在一个点上就能把尺子支撑起来．你可以用手指尖根据上述方法使尺子保持平衡．下面，我们将用平衡点作为重心的别名．①你可以用试验的方法来查找尺子的平衡点．首先，把尺子放在相互隔开的两个食指尖上．然后，渐渐地让两个手指向一起靠拢，方法是先移动一个手指，再移动另一个手指．最终，这两个食指将在尺子的中点处靠在一块．于是，平衡点就是尺子的中点．就是那些非匀称物体，也可以用这种滑动手指的方法找到它们的平衡点．你可以采纳同样的方法，试着找出铅笔、钢笔和高尔夫球棒的重心．你将会很简单地找到这些物体的平衡点．但是，在这些状况下手指每次应向前移动多少，可能估量得不很恰当．你可以先用一把扫帚试着估量一下，然后再进行试验．②查找不规章样子物的重心，还有一种方法可供使用．如查找一个心形卡片重心的方法是用两个手指轻轻地把心形卡片捏起来，卡片就会前后摇摆起来，最终它将静止下来．当卡片静止后，通过手捏卡片的那个点在卡片上画一条铅垂线．用手指在另外一点〔这点不应在刚刚画的那条铅垂线上〕把卡片捏起来，待卡片静止后，再画一条铅垂线．这两条线相交的那一点，就是心形卡片的'重心或平衡点．当你把手指支在这一点的下面，就可以把卡片平衡地支撑起来．③任何物体都有一个重心．人的重心大约是在肚脐的后面、身体的中心处．假设让一个人躺在跷跷板上，让他的肚脐恰好在跷跷板支撑点的上方，这样，人体通常能够到达平衡，跷跷板的两端都将不接触地面．④一段中空的管子，重心位于管的空心内，而不是在制作这管子的材料〔管壁〕上．这是与重心的定义相符合的．重心不肯定要位于物体内．假如你试着使一段管子或圆环到达平衡，你可以用手指支撑它们的外侧，这是一种不稳定的平衡状态．假如一段管子处于竖直状态或圆环是处在水平状态〔即它们的圆形截面处在水平面内〕，又要用一个手指支撑它们，就必需用一块硬纸板托在圆环〔或管子〕下面，再用手指支在纸板上即可．任何物体的样子和物质结构的转变，都可以使它的重心发生移动．当我们把尺子从一端削掉一段之后，尺子余下部分的重心，就移动到新的位置了．与此相像，假如在尺子的一端粘上一团油灰，尺子也有一个新的平衡点．试问，平衡点是朝油灰移动，还是朝相反方向移动？2、探讨物体平衡的问题对于一个物体来说，当共点力的合力为零时，我们就说该物体是处于平衡状态．①例如在地板上放着电冰箱、电冰箱受到重力和支持力的合力为零，我就说，电冰箱是处于平衡状态．在地面上的任何静止的物体，都是处于平衡状态．②桌面上的某个物体，在外力作用下作变速运动，这物体便不是处于平衡状态．在这种状况下，重力方向仍旧是与支持力的方向相反，但是使物体作变速运动的外力却是水平方向的．③依据物体样子的不同，各种物体可以有一个或更多个平衡位置．让我们把一枚硬币放在水平的桌面上，它有两种平衡位置：让硬币的某个平面接触桌面，这是一种平衡位置，把硬币立起来，让它的侧面接触桌面，这是另一种平衡位置．请留意，硬币有两个平面，我们把它们看作是一种平衡位置；让硬币的侧面接触桌面，使它到达平衡，这种平衡位置可以有很多种状况，但我们都把它们看成是一种平衡位置．我们再以烟盒为例，说明怎样分析物体的平衡位置．把烟盒放在水平的桌面上，它有三种平衡位置：一种平衡位置是让烟盒底面〔或者顶面〕接触桌面；其次种平衡位置是让烟盒后面〔或者前面〕接触桌面；第三种平衡位置是让烟盒的一个端面〔或者另一个端面〕接触桌面．你能举出一个具有四种平衡位置的物体来吗？④假设某个物体处于非平衡位置，当人们把它放开以后，它将朝着平衡位置运动．让我们手持一个烟盒，在桌子上方将烟盒松开，它将落在桌面上，并将快速地静立在烟盒的某个面上．当我们做这个试验时，你怎样放开烟盒是没有关系的；不管你是在怎样的状态下放开烟盒，它总是要到达某个平衡位置．我们还可以手执一枚硬币将它放下，硬币落到桌面上以后，也会到达它的某一平衡状态．⑤并非全部的平衡位置都相同，各种平衡位置之间的差异，是它们的稳定性不同．3、讲解稳定平衡问题①迫使一物体产生一个很小的位置移动或运动，在引起一阵摇摆以后，它最终将回到原来的平衡位置，这物体便处于稳定平衡状态．桌上放着一个直立的奶瓶，当我们轻轻地推一下瓶的颈部，它便会前后摇摆，但最终将回到原来的直立位置．②与稳定平衡相对立的是不稳定平衡．假如使物体产生一个很小的位置移动或运动，它未能引起摇摆，则该物体处于不稳平衡状态．随之而来的，是这物体将发生运动，到达另一个平衡位置．例如，一枚硬币，当它的平面接触桌面时，要比它的周边接触桌面有较好的稳定性．当你极其稍微地碰一下硬币时，它将前后摇摆，但最终硬币仍回到原来的平衡位置．当然，假如你用大一点的力碰它，它将会翻倒，变成硬币平面接触桌面．假设你如今使一根针或一根细竹竿直立，并可能使它到达平衡，这时，它是处在不稳平衡位置．当我们给它施加一个极微弱的力时，这根针或细竹竿将会倒下来，到达整个长度都接触地面的新的平衡状态．③哪些因素确定了物体的稳定程度呢？一个因素是支持面的大小．当支持面大时，平衡的稳定性也增大．例如，一个长方体的桶，当它放倒时，比它直立时的稳定性要好．再举一个例子，有一种冰淇淋盒是圆锥形的，当盒里没有装入冰淇淋时，我们将杯口朝下放在桌上，这时它的稳定性较好；但假如将它锥体的尖端朝下放置，冰淇淋盒的稳定性则很差．事实上，假如圆锥体的尖端朝下而且到达平衡，它是处于不稳平衡状态，这正像任何其它物体平衡于一个点或一个角上，也都属于不稳平衡状态．④确定物体稳定性的另一个因素是重心相对于支持面〔或支持点〕的位置．一个物体，它的重心越低、越是接近支持面，则稳定性越好．我们可举这样一个例子，一个一般梯形皮包，倒放时比正放时的重心位置要高．试问：在这种状况下，重心各在哪里？近年来的赛车，为了降低所使用的赛车的重心高度，制造出了更加低矮的“低悬挂”型赛车．对于低悬挂型的赛车来说，由于以下的各种缘由可能造成的翻车事故，是不大简单发生的：赛车在侧向气流作用下而翻车；在和其它车碰撞后而翻车；以及赛车本身由于某种缘由而产生了横滑所造成的翻车．换句话说，由于低悬挂型赛车在正常行驶状态时重心极低，要把它弄翻，从正常的平衡状态，翻到车的侧面着地或车的顶面着地的另一个平衡状态，是不太简单的．⑤假设一个物体的重心是在物体支持面的底下，那么，这个物体的稳定性是很强的．把一个茶杯吊挂在钩子上，如上图所示．就是稳定平衡的一例．假如你把这茶杯推一下，也不管你是怎样推法，那么最终这茶杯必定要恢复到原来的稳定平衡状态上．走索演员在一根高空钢丝上表演的时候，重心总是在支持面上的，而支持面又很小，怎样保持稳定性呢？它是通过调整姿势，使重心总是在支持面的正上方而保持平衡的．一般的走索演员在表演时要手持一根长长的平衡杆，主要通过调整平衡杆的位置来调整整体重心的位置，以保持平衡．有阅历的演员，则可以不要平衡杆，通过自己的身体姿势进行调整，而使身体的重心保持在钢丝绳的正上方．活动小结本科学讲座以丰富多彩的生活实际展现了物体重心、平衡等问题，开阔了同学视野．只要同学养成良好习惯，做一个有心人，擅长观看，勤于思索，就会弄懂许多科学道理，并运用所学的学问去制造更加美妙的生活！物理教案－共点力作用下物体的平衡。