《共點(diǎn)力的平衡》力與平衡PPT下載
第一部分內(nèi)容:課標(biāo)要求
1.知道什么是平衡狀態(tài)及平衡狀態(tài)的兩種形式。
2.掌握共點(diǎn)力平衡的條件及力的平衡的概念。
3.會(huì)用共點(diǎn)力的平衡條件解答實(shí)際問題。
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共點(diǎn)力的平衡PPT,第二部分內(nèi)容:自學(xué)新教材
一、物體的平衡狀態(tài)
1.填一填
平衡狀態(tài):物體___或做___運(yùn)動(dòng)時(shí)所處的狀態(tài)。
2.判一判
(1)物體的速度在某一時(shí)刻等于零時(shí),就一定處于平衡狀態(tài)。( )
(2)物體相對(duì)另一物體保持靜止時(shí),一定處于平衡狀態(tài)。( )
(3)百米競(jìng)賽中,運(yùn)動(dòng)員在起跑的瞬間,速度為零,處于平衡狀態(tài)。( )
(4)平衡木上體操運(yùn)動(dòng)員做翻轉(zhuǎn)動(dòng)作時(shí)處于平衡狀態(tài)。( )
3.想一想
在生活中,平衡無處不在,大自然中聳立的山峰、水平勻速行駛的汽車,乃至著名的比薩斜塔,它們都處于平衡狀態(tài),仔細(xì)思考它們有哪些不同?在物理學(xué)中“平衡”這個(gè)詞究竟是什么含義?
二、共點(diǎn)力的平衡條件
1.填一填
(1)物體的平衡條件:共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件是合力為___,即F合=0。
(2)力的平衡:若作用在物體上的幾個(gè)共點(diǎn)力的合力為零,這種情況叫作力的平衡。
2.判一判
(1)所受合外力保持恒定的物體處于平衡狀態(tài)。( )
(2)物體所受合外力為零時(shí),就一定處于平衡狀態(tài)。( )
(3)大小相等、方向相反、作用在同一直線上的兩個(gè)力一定是平衡力。( )
(4)若物體處于平衡狀態(tài),其所受合外力一定為零。( )
3.選一選
(1)[多選]物體同時(shí)受到同一平面內(nèi)的三個(gè)共點(diǎn)力作用,下列幾組力中,可能使物體處于平衡狀態(tài)的是( )
A.5 N、7 N、8 N B.2 N、3 N、6 N
C.1 N、5 N、10 N D.1 N、10 N、10 N
(2)[多選]如圖所示,質(zhì)量為m的物體受到推力F作用,沿水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)。已知推力F與水平面的夾角為θ,物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,則物體所受的摩擦力大小為( )
A.Fsin θ B.Fcos θ
C.μF D.μ(mg+Fsin θ)
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共點(diǎn)力的平衡PPT,第三部分內(nèi)容:提升新知能
突破點(diǎn)一 對(duì)平衡狀態(tài)及平衡條件的理解
[學(xué)透用活]
1.從運(yùn)動(dòng)學(xué)的角度理解平衡狀態(tài)
(1)平衡狀態(tài)指的是物體處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài),此時(shí)物體的加速度為零,反過來加速度為零的物體一定處于平衡狀態(tài)。
(2)對(duì)靜止的理解:靜止與速度v=0不是一回事。物體保持靜止,說明v=0,a=0,兩者同時(shí)成立。若僅是v=0,a≠0,如上拋到最高點(diǎn)的物體,此時(shí)物體并不能保持靜止,也就并非處于平衡狀態(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,反過來物體受到的合外力為零,它一定處于平衡狀態(tài)。
3.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。
[典例1] [多選]下列關(guān)于共點(diǎn)力的平衡與平衡條件的說法正確的是 ( )
A.相對(duì)靜止的兩個(gè)物體都處于平衡狀態(tài)
B.物體做自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)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
[對(duì)點(diǎn)練清]
1.關(guān)于平衡狀態(tài),下列說法正確的是 ( )
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)的列車內(nèi)的水平桌面上的杯子,處于平衡狀態(tài)
2.如圖所示,一箱蘋果靜止在傾角為θ的斜面上。在箱子的中央有一個(gè)質(zhì)量為m的蘋果,它受到周圍蘋果對(duì)它的作用力的方向( )
A.沿斜面向上 B.沿斜面向下
C.豎直向上 D.垂直斜面向上
3.如圖所示,某個(gè)物體在F1、F2、F3、F4四個(gè)力的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài),若F4的方向沿逆時(shí)針轉(zhuǎn)過60°而保持其大小不變化,其余三個(gè)力的大小和方向不變,則此時(shí)物體所受到的合力大小為( )
A.F4 B.2F4
C.2F4 D.無法確定
突破點(diǎn)二 共點(diǎn)力平衡條件的應(yīng)用
[學(xué)透用活]
1.平衡條件的兩種表達(dá)式
(1)F合=0。
(2)正交表示法F合x=0,F(xiàn)合y=0,其中F合x和F合y分別是將力進(jìn)行正交分解后,物體在x軸和y軸上所受的合力。
2.共點(diǎn)力平衡問題的三種常用解題方法
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,作用在同一直線上
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
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
[典例2] 在光滑墻壁上用網(wǎng)兜把足球掛在A點(diǎn),足球與墻壁的接觸點(diǎn)為B(如圖所示),足球的質(zhì)量為m,懸繩與墻壁的夾角為α,網(wǎng)兜的質(zhì)量不計(jì),求懸繩對(duì)球的拉力和墻壁對(duì)球的支持力。
[思路點(diǎn)撥]
(1)足球處于靜止?fàn)顟B(tài),所受合外力為零。
(2)選取足球?yàn)檠芯繉?duì)象可采用合成法、分解法、正交分解法求解。
[規(guī)律方法]
應(yīng)用平衡條件解題的步驟
(1)明確研究對(duì)象(物體、質(zhì)點(diǎn)或繩的結(jié)點(diǎn)等)。
(2)分析研究對(duì)象所處的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),判定物體是否處于平衡狀態(tài)。
(3)對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析并畫出受力示意圖。
(4)建立合適的坐標(biāo)系,應(yīng)用共點(diǎn)力的平衡條件,選擇恰當(dāng)?shù)姆椒谐銎胶夥匠獭?/p>
(5)求解方程,并討論結(jié)果。
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共點(diǎn)力的平衡PPT,第四部分內(nèi)容:訓(xùn)練新素養(yǎng)
一、共面力的類別劃分(核心素養(yǎng)之物理觀念)
圖甲、乙、丙、丁分別畫出了重力為G的木棒在力F1和F2的共同作用下處于平衡狀態(tài)的情況,這些力都位于同一平面內(nèi)。根據(jù)每幅圖中各個(gè)力作用線的幾何關(guān)系,可以把上述四種情況的受力分成兩類,你認(rèn)為哪些情況屬于同一類?你是根據(jù)什么來劃分的?
[提示] 甲和丁屬于一類,乙和丙屬于一類,依據(jù)三個(gè)在同一平面內(nèi)的力是力的作用線相互平行還是相交于一點(diǎn),相交于一點(diǎn)為共點(diǎn)力,不相交于一點(diǎn)的為非共點(diǎn)力。
二、典題好題發(fā)掘,練典題做一當(dāng)十
某幼兒園要在空地上做一個(gè)滑梯(如圖甲),根據(jù)空地的大小,滑梯的水平跨度確定為6 m。設(shè)計(jì)時(shí),滑板和兒童褲料之間的動(dòng)摩擦因數(shù)取0.4,為使兒童在滑梯游戲時(shí)能在滑板上滑下,滑梯至少要多高?
[分析] 將滑梯抽象為一個(gè)斜面的模型(如圖乙),以正在勻速滑下的小孩為研究對(duì)象。
小孩受到三個(gè)力的作用:重力G、斜面的支持力FN和滑動(dòng)摩擦力Ff。
當(dāng)這三個(gè)力的合力為0時(shí),小孩能在滑板上獲得一定速度后勻速滑下,則斜面的高度即為所要求的滑梯的高度。
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