《共點(diǎn)力的平衡》力與平衡PPT課件
第一部分內(nèi)容：【學(xué)習(xí)素養(yǎng)•明目標(biāo)】
物理觀念：1.知道平衡狀態(tài)和力的平衡的概念.2.了解共點(diǎn)力作用下物體平衡的概念.3.知道共點(diǎn)力的平衡條件．
科學(xué)思維：1.會(huì)用共點(diǎn)力的平衡條件解答實(shí)際問(wèn)題.2.掌握處理平衡問(wèn)題的常用方法．
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共點(diǎn)力的平衡PPT，第二部分內(nèi)容：自主預(yù)習(xí)探新知
知識(shí)梳理
一、共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件
1．平衡狀態(tài)：物體______或做______時(shí)所處的狀態(tài)．
2．共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件：物體所受的合力為_(kāi)___，即F合＝0.
3．力的平衡
(1)力的平衡：作用在物體上的幾個(gè)力的合力為_(kāi)_____，這種情況稱為力的平衡．
(2)二力平衡條件：作用于物體上的兩個(gè)共點(diǎn)力大小______，方向______，作用在同一直線上．
(3)三力平衡條件：三個(gè)共點(diǎn)力平衡時(shí)，任意兩個(gè)力的______必定與______大小相等、方向相反，作用在同一直線上．
二、平衡條件的應(yīng)用
1．物體的靜態(tài)平衡：物體在力的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，稱為靜態(tài)平衡，處于靜態(tài)平衡的物體所受的外力的______為零．
2．物體在某方向的平衡：運(yùn)動(dòng)的物體在某一方向上所受的______為零時(shí)，物體在該方向處于平衡狀態(tài)．
基礎(chǔ)自測(cè)
1．思考判斷(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)
(1)若一個(gè)物體處于平衡狀態(tài)，則此物體一定處于靜止?fàn)顟B(tài)．( )
(2)物體的速度等于零時(shí)，物體一定處于平衡狀態(tài)．( )
(3)高空中沿直線勻速飛行的飛機(jī)處于平衡狀態(tài)．( )
(4)百米賽跑時(shí)，運(yùn)動(dòng)員在起跑的瞬時(shí)處于平衡狀態(tài)．( )
(5)所受合外力保持恒定的物體處于平衡狀態(tài)．( )
2．共點(diǎn)的五個(gè)力平衡，則下列說(shuō)法中不正確的是( )
A．其中四個(gè)力的合力與第五個(gè)力等大反向
B．其中三個(gè)力的合力與其余的兩個(gè)力的合力等大反向
C．五個(gè)力合力為零
D．撤去其中的三個(gè)力，物體一定不平衡
3．如圖所示，物塊在力F作用下向右沿水平方向勻速運(yùn)動(dòng)，則物塊受到的摩擦力f與拉力F的合力方向應(yīng)該是( )
A．水平向右 B．豎直向上
C．向右偏上 D．向左偏上
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共點(diǎn)力的平衡PPT，第三部分內(nèi)容：合作探究攻重難
力的平衡
1．從運(yùn)動(dòng)學(xué)的角度理解平衡狀態(tài)：平衡的物體處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，此種狀態(tài)其加速度為零，即處于平衡狀態(tài)的物體加速度為零；反過(guò)來(lái)加速度為零的物體一定處于平衡狀態(tài)．
2．從動(dòng)力學(xué)的角度理解平衡狀態(tài)：處于平衡狀態(tài)的物體所受的合外力為零，反過(guò)來(lái)物體受到的合外力為零，它一定處于平衡狀態(tài)．
3．靜態(tài)平衡與動(dòng)態(tài)平衡
(1)靜態(tài)平衡是處于靜止?fàn)顟B(tài)的平衡，合力為零．
(2)動(dòng)態(tài)平衡是勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的平衡，合力為零．
4．平衡狀態(tài)與力的平衡
【例1】物體受到共點(diǎn)力的作用，則下列說(shuō)法中正確的是( )
A．速度在某一時(shí)刻等于零的物體一定處于平衡狀態(tài)
B．相對(duì)于另一物體保持靜止的物體一定處于平衡狀態(tài)
C．物體所受合力為零就一定處于平衡狀態(tài)
D．物體做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)一定處于平衡狀態(tài)
思路點(diǎn)撥：物體是否處于平衡狀態(tài)，要根據(jù)平衡條件(即物體所受的合力是否為零)進(jìn)行判斷．
規(guī)律方法
“靜止”與“v＝0”的區(qū)別
(1)物體保持靜止?fàn)顟B(tài)：說(shuō)明v＝0，a＝0，物體受合外力為零，物體處于平衡狀態(tài)．
(2)物體運(yùn)動(dòng)速度v＝0則有兩種可能：
①v＝0，a≠0，物體受合外力不等于零，物體并不保持靜止，處于非平衡狀態(tài)，如上拋到最高點(diǎn)的物體．
②v＝0，a＝0，這種情況與(1)中的靜止?fàn)顟B(tài)一致．
針對(duì)訓(xùn)練
1．關(guān)于平衡狀態(tài)，下列說(shuō)法正確的是( )
A．做自由落體運(yùn)動(dòng)的物體，在最高點(diǎn)時(shí)處于平衡狀態(tài)
B．木塊放在斜面體的斜面上，隨斜面體一起向右勻速運(yùn)動(dòng)，木塊處于平衡狀態(tài)
C．木塊放在斜面體的斜面上，隨斜面體一起向右勻加速運(yùn)動(dòng)，木塊處于平衡狀態(tài)
D．靜止在勻加速運(yùn)動(dòng)的列車(chē)內(nèi)的水平桌面上的杯子，處于平衡狀態(tài)
B [做自由落體運(yùn)動(dòng)的物體在最高點(diǎn)時(shí)，速度雖為零，但所受合力不為零，不是平衡狀態(tài)，A錯(cuò)誤；木塊與斜面體相對(duì)靜止，若整體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則木塊處于平衡狀態(tài)，若整體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則木塊也具有加速度，不處于平衡狀態(tài)，B正確，C錯(cuò)誤；列車(chē)、桌子與杯子整體做勻加速運(yùn)動(dòng)，杯子也具有加速度，不處于平衡狀態(tài)，D錯(cuò)誤．]
共點(diǎn)力的平衡條件及其應(yīng)用
1．共點(diǎn)力的平衡條件：如果共點(diǎn)力的合力為零，則在兩個(gè)相互垂直的方向上的合力也必然為零，即Fx合＝0，F(xiàn)y合＝0.
2．平衡條件的四個(gè)常用推論
(1)二力平衡條件：這兩個(gè)共點(diǎn)力大小相等、方向相反．
(2)三個(gè)力平衡條件：三個(gè)共點(diǎn)力平衡時(shí)，其中任意兩個(gè)力的合力一定與第三個(gè)力大小相等、方向相反，而且在同一條直線上．
(3)物體在n個(gè)共點(diǎn)力同時(shí)作用下處于平衡狀態(tài)時(shí)，這些力在任何一個(gè)方向上的合力均為零．其中任意(n－1)個(gè)力的合力必定與第n個(gè)力等值反向，作用在同一直線上．
(4)物體在多個(gè)共點(diǎn)力作用下處于平衡狀態(tài)時(shí)，各力首尾相接必構(gòu)成一個(gè)封閉的多邊形．
3．處理平衡問(wèn)題的兩點(diǎn)說(shuō)明
(1)物體受三個(gè)力平衡時(shí)，利用力的分解法或合成法比較簡(jiǎn)單．
(2)解平衡問(wèn)題建立坐標(biāo)系時(shí)應(yīng)使盡可能多的力與坐標(biāo)軸重合，需要分解的力盡可能少．物體受四個(gè)以上的力作用時(shí)一般要采用正交分解法．
規(guī)律方法
共點(diǎn)力平衡問(wèn)題的解題方法
(1)合成法：物體受三個(gè)共點(diǎn)力的作用而平衡，則任意兩個(gè)力的合力一定與第三個(gè)力大小相等，方向相反．
(2)分解法：物體受三個(gè)共點(diǎn)力的作用而平衡，將某一個(gè)力按力的效果分解，則其分力和其他兩個(gè)力滿足平衡條件．
(3)正交分解法：物體受到三個(gè)或三個(gè)以上力的作用時(shí)，將物體所受的力分解為相互垂直的兩組，每組力都滿足平衡條件．
(4)力的三角形法：對(duì)受三力作用而平衡的物體，將力的矢量圖平移使三力組成一個(gè)首尾依次相接的矢量三角形，根據(jù)正弦定理、余弦定理或相似三角形等數(shù)學(xué)知識(shí)求解未知力．
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共點(diǎn)力的平衡PPT，第四部分內(nèi)容：當(dāng)堂達(dá)標(biāo)固雙基
1．(多選)下面關(guān)于共點(diǎn)力的平衡與平衡條件的說(shuō)法正確的是( )
A．如果物體的運(yùn)動(dòng)速度為零，則必處于平衡狀態(tài)
B．如果物體的運(yùn)動(dòng)速度大小不變，則必處于平衡狀態(tài)
C．如果物體處于平衡狀態(tài)，則物體沿任意方向的合力都必為零
D．如果物體受到三個(gè)共點(diǎn)力的作用而處于平衡狀態(tài)，則任意兩個(gè)力的合力與第三個(gè)力大小相等、方向相反
CD [物體運(yùn)動(dòng)速度為零時(shí)不一定處于平衡狀態(tài)，A錯(cuò)誤；物體運(yùn)動(dòng)速度大小不變、方向變化時(shí)，不是做勻速直線運(yùn)動(dòng)，一定不是處于平衡狀態(tài)，B錯(cuò)誤；物體處于平衡狀態(tài)時(shí)，合力為零，物體沿任意方向的合力都必為零，C正確；任意兩個(gè)共點(diǎn)力的合力與第三個(gè)力等大反向、合力為零，物體處于平衡狀態(tài)，D正確．]
2．一個(gè)物體放在斜面上，如圖所示，當(dāng)斜面的傾角逐漸增大而物體仍靜止在斜面上時(shí)，物體所受( )
A．重力與支持力的合力逐漸增大
B．重力與靜摩擦力的合力逐漸增大
C．支持力與靜摩擦力的合力逐漸增大
D．重力、支持力和靜摩擦力的合力逐漸增大
A [物體靜止時(shí)，物體受重力mg、支持力N和摩擦力f三個(gè)力作用，由正交分解知N＝mgcos θ，f＝mgsin θ，θ為斜面的傾角．三個(gè)力合力為零，重力與支持力的合力與靜摩擦力等大反向，傾角變大，靜摩擦力變大，A對(duì)．重力與靜摩擦力的合力與支持力等大反向，傾角變大，支持力變小，B錯(cuò)．支持力與靜摩擦力的合力與重力等大反向，保持不變，C錯(cuò)．重力、支持力和靜摩擦力的合力始終為零，D錯(cuò)．故選A.]
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