《2017-2018学年高中物理 第四章 物体的平衡 4.1 共点力作用下物体的平衡课件 教科版必修1》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2017-2018学年高中物理 第四章 物体的平衡 4.1 共点力作用下物体的平衡课件 教科版必修1（31页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第第四四章章第第1 1节节理解理解教材新知教材新知把握把握热点考向热点考向知识点一知识点一知识点二知识点二考向一考向一考向二考向二 应用应用创新演练创新演练随堂基础巩固随堂基础巩固课时跟踪训练课时跟踪训练1物体在共点力作用下保持静止或做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。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在共点力作用下物体的平衡条件是 共点力的合力为零。共点力的合力为零。3作用在物体上的几个力的合力为零，作用在物体上的几个力的合力为零， 这种情形叫力的平衡。这种情形叫力的平衡。共点力作用下物体的平衡状态共点力作用下物体的平衡状态自学教材
2、自学教材 1平衡状态平衡状态 物体在共点力的作用下，保持物体在共点力的作用下，保持 或做或做 运运动的状态。动的状态。 2平衡状态与运动状态的关系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，速度不一定物体处于平衡状态时，加速度一定为零，速度不一定为零。为零。 静止静止匀速直线匀速直线重点诠释重点诠释 1从运动学的角度理解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，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。零，
3、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。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。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。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。力的平平衡状态指物体的匀速直线运动或静止状态。力
4、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。态是力的平衡的结果。1下列物体中处于平衡状态的是下列物体中处于平衡状态的是 ()AF1赛道上汽车刚启动的一瞬间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物体做自由落体运动刚开始下落的一瞬间C第第11届全运会上运动员撑杆跳到最高点的一瞬间届全运会上运动员撑杆跳到最高点的一瞬间D停在斜面上的汽车停在斜面上的汽车解析：解析：A、B、C中物体的瞬时速度为零但加速
5、度不是中物体的瞬时速度为零但加速度不是零，不是平衡状态，零，不是平衡状态，D项中物体静止处于平衡状态，故项中物体静止处于平衡状态，故选选D。答案：答案：D共点力作用下物体的平衡条件共点力作用下物体的平衡条件自学教材自学教材 1平衡条件平衡条件 要使物体保持平衡状态，作用在物体上的力必须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。满足的条件。 2共点力平衡条件的实验探究共点力平衡条件的实验探究 (1)实验探究：实验探究： 如图如图411甲所示，将三个弹簧测力计放在一个平甲所示，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。先面内，并将三个弹簧测力计的挂钩挂在同
6、一物体上。先将其中的两个成某一角度将其中的两个成某一角度固定起来，然后用手拉第三个固定起来，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，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。根据力的平行四边形定则，看看这三个力有什么关系。(注意注意不宜过大或过小不宜过大或过小)图图411 由图由图411乙可以看出，其中两个力的合力与第乙可以看出，其中两个力的合力与第三个力大小相等、方向相反。三个力大小相等、方向相反。 (2)实验结论：实验
7、结论： 物体在三个共点力作用下的平衡条件：任意两个力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的合力与第三个力大小 、方向、方向 ，且在同一，且在同一条直线上。条直线上。(即这三个共点力的合力为零即这三个共点力的合力为零)相等相等相反相反0004力的平衡力的平衡作用在物体上的几个力的合力为作用在物体上的几个力的合力为 。零零重点诠释重点诠释 1平衡条件的几个推论平衡条件的几个推论 (1)二力平衡条件：两个共点力大小相等、方向相反。二力平衡条件：两个共点力大小相等、方向相反。 (2)三个力平衡条件：三个共点力平衡时，其中任意两三个力平衡条件：三个共点力平衡时，其中任意两个力
8、的合力一定与第三个力大小相等、方向相反，而且在同个力的合力一定与第三个力大小相等、方向相反，而且在同一条直线上。一条直线上。 (3)物体在物体在n个共点力同时作用下处于平衡状态时，这个共点力同时作用下处于平衡状态时，这些力在任何一个方向上的合力均为零。其中任意些力在任何一个方向上的合力均为零。其中任意(n1)个个力的合力必定与第力的合力必定与第n个力等值反向，作用在同一直线上。个力等值反向，作用在同一直线上。 (4)物体在多个共点力作用下处于平衡状态时，各力物体在多个共点力作用下处于平衡状态时，各力首尾相接必构成一个封闭的多边形。首尾相接必构成一个封闭的多边形。 2应用平衡条件解题的步骤应用平
9、衡条件解题的步骤 (1)明确研究对象明确研究对象(物体、质点或绳的结点等物体、质点或绳的结点等)。 (2)对研究对象进行受力分析。对研究对象进行受力分析。 (3)建立合适的坐标系，应用共点力的平衡条件，建立合适的坐标系，应用共点力的平衡条件，选择恰当的方法列出平衡方程。选择恰当的方法列出平衡方程。 (4)求解方程，并讨论结果。求解方程，并讨论结果。2下面关于共点力的平衡与平衡条件的说法正确的是下面关于共点力的平衡与平衡条件的说法正确的是 ()A如果物体的运动速度为零，则必处于平衡状态如果物体的运动速度为零，则必处于平衡状态B如果物体的运动速度大小不变，则必处于平衡状态如果物体的运动速度大小不变
10、，则必处于平衡状态C如果物体处于平衡状态，则物体沿任意方向的合力如果物体处于平衡状态，则物体沿任意方向的合力 都必为零都必为零D如果物体受到三个共点力的作用而处于平衡状态，如果物体受到三个共点力的作用而处于平衡状态， 则任意两个力的合力与第三个力大小相等、方向相反则任意两个力的合力与第三个力大小相等、方向相反解析：解析：物体速度为零时不一定处于平衡状态，如竖直上抛的物体速度为零时不一定处于平衡状态，如竖直上抛的物体到达最高点时速度为零，此时物体由于自身重力而使得物体到达最高点时速度为零，此时物体由于自身重力而使得所受合力不为零，故所受合力不为零，故A错；物体速度大小不变，但方向可能错；物体速度
11、大小不变，但方向可能改变，即物体不一定做匀速直线运动，故物体不一定处于平改变，即物体不一定做匀速直线运动，故物体不一定处于平衡状态，所以衡状态，所以B错。物体处于平衡状态时，满足错。物体处于平衡状态时，满足F合合0的条的条件，又因件，又因F合合 ，要，要F合合0，必须要，必须要Fx、Fy同时为同时为零，故物体沿任意方向的合力都必为零，零，故物体沿任意方向的合力都必为零，C正确。如果物体正确。如果物体受到三个共点力的作用而处于平衡状态，要满足受到三个共点力的作用而处于平衡状态，要满足F合合0的条的条件，则任意两个力的合力必与第三个力大小相等、方向相反，件，则任意两个力的合力必与第三个力大小相等、
12、方向相反，所以选项所以选项D对。对。答案：答案：CD对平衡状态的理解对平衡状态的理解 例例1物体在共点力作用下，下列说法中正确的是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时，物体一定处物体的速度在某一时刻等于零时，物体一定处于平衡状态于平衡状态 B物体相对于另一物体保持静止时，物体一定处于物体相对于另一物体保持静止时，物体一定处于平衡状态平衡状态 C物体所受合力为零时，物体一定处于平衡状态物体所受合力为零时，物体一定处于平衡状态 D物体做匀加速运动时，物体一定处于平衡状态物体做匀加速运动时，物体一定处于平衡状态思路点拨思路点拨解答本题时应注意以下两点：解答本题
13、时应注意以下两点：(1)平衡状态的运动学特征。平衡状态的运动学特征。(2)平衡状态与受力的关系。平衡状态与受力的关系。解析解析物体在某时刻的速度为零，所受合力不一定为零，物体在某时刻的速度为零，所受合力不一定为零，故不一定处于平衡状态，故不一定处于平衡状态，A错误；物体相对于另一物体错误；物体相对于另一物体静止，则说明该物体与另一物体具有相同的速度和加速静止，则说明该物体与另一物体具有相同的速度和加速度，也不一定处于平衡状态，度，也不一定处于平衡状态，B错误；物体做匀加速运动错误；物体做匀加速运动时，加速度不为零，一定不是平衡状态，时，加速度不为零，一定不是平衡状态，D错误；只有错误；只有C满
14、足平衡条件，满足平衡条件，C正确。正确。答案答案C借题发挥借题发挥 (1)共点力作用下，物体处于平衡状态的运动学特征共点力作用下，物体处于平衡状态的运动学特征是是a0。动力学特征是：合外力为零。动力学特征是：合外力为零。 (2)静止和速度为零不是一回事，物体保持静止状态静止和速度为零不是一回事，物体保持静止状态说明说明v0、a0同时成立，若有同时成立，若有v0，a0，如自由下落，如自由下落开始时刻的物体，它此时的速度开始时刻的物体，它此时的速度v0，但不能保持静止，但不能保持静止状态。状态。下列物体中处于平衡状态的是下列物体中处于平衡状态的是 ()A静止在粗糙平面上的物体静止在粗糙平面上的物体
15、B沿光滑斜面自由下滑的物体沿光滑斜面自由下滑的物体C在不光滑的水平面上匀速运动的木块在不光滑的水平面上匀速运动的木块D“神舟神舟”七号的返回舱打开降落伞后减速下降七号的返回舱打开降落伞后减速下降解析：解析：A、C项中物体静止或匀速运动是平衡状态，项中物体静止或匀速运动是平衡状态，B、D项中物体具有加速度，不是平衡状态，故选项中物体具有加速度，不是平衡状态，故选A、C。答案：答案：AC平衡条件的应用平衡条件的应用图图412 例例2如图如图412所示，物体质量为所示，物体质量为m，靠在粗糙的竖直墙上，物体与墙之间的，靠在粗糙的竖直墙上，物体与墙之间的动摩擦因数为动摩擦因数为，若要使物体沿墙向上匀速，若要使物体沿墙向上匀速运动，试求外力运动，试求外力F的大小。的大小。思路点拨思路点拨解答本题时可按以下思路分析：解答本题时可按以下思路分析：借题发挥借题发挥 求解共点力平衡问题的关键是对研究对象受力分析求解共点力平衡问题的关键是对研究对象受力分析并画出受力图，然后应用共点力平衡条件列方程求解。并画出受力图，然后应用共点力平衡条件列方程求解。若例题中物体向下匀速运动，试求若例题中物体向下匀速运动，试求F的大小。的大小。
