《共點力的平衡》力與平衡PPT課件
第一部分內(nèi)容:【學習素養(yǎng)•明目標】
物理觀念:1.知道平衡狀態(tài)和力的平衡的概念.2.了解共點力作用下物體平衡的概念.3.知道共點力的平衡條件.
科學思維:1.會用共點力的平衡條件解答實際問題.2.掌握處理平衡問題的常用方法.
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共點力的平衡PPT,第二部分內(nèi)容:自主預(yù)習探新知
知識梳理
一、共點力作用下物體的平衡條件
1.平衡狀態(tài):物體______或做______時所處的狀態(tài).
2.共點力作用下物體的平衡條件:物體所受的合力為____,即F合=0.
3.力的平衡
(1)力的平衡:作用在物體上的幾個力的合力為______,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共點力大小______,方向______,作用在同一直線上.
(3)三力平衡條件:三個共點力平衡時,任意兩個力的______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狀態(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:運動的物體在某一方向上所受的______為零時,物體在該方向處于平衡狀態(tài).
基礎(chǔ)自測
1.思考判斷(正確的打“√”,錯誤的打“×”)
(1)若一個物體處于平衡狀態(tài),則此物體一定處于靜止狀態(tài).( )
(2)物體的速度等于零時,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處于平衡狀態(tài).( )
(4)百米賽跑時,運動員在起跑的瞬時處于平衡狀態(tài).( )
(5)所受合外力保持恒定的物體處于平衡狀態(tài).( )
2.共點的五個力平衡,則下列說法中不正確的是( )
A.其中四個力的合力與第五個力等大反向
B.其中三個力的合力與其余的兩個力的合力等大反向
C.五個力合力為零
D.撤去其中的三個力,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動,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.從運動學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動狀態(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;反過來加速度為零的物體一定處于平衡狀態(tài).
2.從動力學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,反過來物體受到的合外力為零,它一定處于平衡狀態(tài).
3.靜態(tài)平衡與動態(tài)平衡
(1)靜態(tài)平衡是處于靜止狀態(tài)的平衡,合力為零.
(2)動態(tài)平衡是勻速直線運動狀態(tài)的平衡,合力為零.
4.平衡狀態(tài)與力的平衡
【例1】物體受到共點力的作用,則下列說法中正確的是( )
A.速度在某一時刻等于零的物體一定處于平衡狀態(tài)
B.相對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.物體做勻加速運動時一定處于平衡狀態(tài)
思路點撥: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)進行判斷.
規(guī)律方法
“靜止”與“v=0”的區(qū)別
(1)物體保持靜止狀態(tài):說明v=0,a=0,物體受合外力為零,物體處于平衡狀態(tài).
(2)物體運動速度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),如上拋到最高點的物體.
②v=0,a=0,這種情況與(1)中的靜止狀態(tài)一致.
針對訓練
1.關(guān)于平衡狀態(tài),下列說法正確的是( )
A.做自由落體運動的物體,在最高點時處于平衡狀態(tài)
B.木塊放在斜面體的斜面上,隨斜面體一起向右勻速運動,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動,木塊處于平衡狀態(tài)
D.靜止在勻加速運動的列車內(nèi)的水平桌面上的杯子,處于平衡狀態(tài)
B [做自由落體運動的物體在最高點時,速度雖為零,但所受合力不為零,不是平衡狀態(tài),A錯誤;木塊與斜面體相對靜止,若整體做勻速直線運動,則木塊處于平衡狀態(tài),若整體做勻加速直線運動,則木塊也具有加速度,不處于平衡狀態(tài),B正確,C錯誤;列車、桌子與杯子整體做勻加速運動,杯子也具有加速度,不處于平衡狀態(tài),D錯誤.]
共點力的平衡條件及其應(yīng)用
1.共點力的平衡條件:如果共點力的合力為零,則在兩個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.平衡條件的四個常用推論
(1)二力平衡條件:這兩個共點力大小相等、方向相反.
(2)三個力平衡條件:三個共點力平衡時,其中任意兩個力的合力一定與第三個力大小相等、方向相反,而且在同一條直線上.
(3)物體在n個共點力同時作用下處于平衡狀態(tài)時,這些力在任何一個方向上的合力均為零.其中任意(n-1)個力的合力必定與第n個力等值反向,作用在同一直線上.
(4)物體在多個共點力作用下處于平衡狀態(tài)時,各力首尾相接必構(gòu)成一個封閉的多邊形.
3.處理平衡問題的兩點說明
(1)物體受三個力平衡時,利用力的分解法或合成法比較簡單.
(2)解平衡問題建立坐標系時應(yīng)使盡可能多的力與坐標軸重合,需要分解的力盡可能少.物體受四個以上的力作用時一般要采用正交分解法.
規(guī)律方法
共點力平衡問題的解題方法
(1)合成法:物體受三個共點力的作用而平衡,則任意兩個力的合力一定與第三個力大小相等,方向相反.
(2)分解法:物體受三個共點力的作用而平衡,將某一個力按力的效果分解,則其分力和其他兩個力滿足平衡條件.
(3)正交分解法:物體受到三個或三個以上力的作用時,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)學知識求解未知力.
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共點力的平衡PPT,第四部分內(nèi)容:當堂達標固雙基
1.(多選)下面關(guān)于共點力的平衡與平衡條件的說法正確的是( )
A.如果物體的運動速度為零,則必處于平衡狀態(tài)
B.如果物體的運動速度大小不變,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.如果物體受到三個共點力的作用而處于平衡狀態(tài),則任意兩個力的合力與第三個力大小相等、方向相反
CD [物體運動速度為零時不一定處于平衡狀態(tài),A錯誤;物體運動速度大小不變、方向變化時,不是做勻速直線運動,一定不是處于平衡狀態(tài),B錯誤;物體處于平衡狀態(tài)時,合力為零,物體沿任意方向的合力都必為零,C正確;任意兩個共點力的合力與第三個力等大反向、合力為零,物體處于平衡狀態(tài),D正確.]
2.一個物體放在斜面上,如圖所示,當斜面的傾角逐漸增大而物體仍靜止在斜面上時,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,物體受重力mg、支持力N和摩擦力f三個力作用,由正交分解知N=mgcos θ,f=mgsin θ,θ為斜面的傾角.三個力合力為零,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.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.支持力與靜摩擦力的合力與重力等大反向,保持不變,C錯.重力、支持力和靜摩擦力的合力始終為零,D錯.故選A.]
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