9专题三：共点力作用下物体的平衡

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1、课题专题共点力作用下物体的平衡及其应用教学目标1．知道什么是共点力作用下物体的平衡状态；2．掌握共点力的平衡条件；会用来解决有关平衡问题。课型新授课课时2课时重点1．共点力作用下物体的平衡状态。2．共点力的平衡条件及其应用。难点共点力的平衡条件。教学方法实验法、归纳法、讲练法。教具演示物体一个，弹簧秤三个。教学过程：第1课时引入课题：生活中的物体有的处于平衡状态，有的处于非平衡状态；其中物体的平衡状态比较常见，而且很有实际意义，如桥梁、起重机、建筑物等，都需要保持平衡状态。那么，什么是物体的平衡状态，物体在什

2、么条件下才能处于平衡状态呢？本章我们就来学习这方面的问题。本节课我们就来学习共点力的平衡条件。新课教学：一、共点力作用下物体的平衡1．共点力有共同作用点的力或者力的作用线相交于一点的力，叫共点力。2．平衡状态　　一个物体在共点力的作用下，如果保持静止或匀速直线运动，就说这个物体处于平衡状态。7请学生举例：哪些物体属于在共点力作用下处于平衡状态。师：同学们刚才举的例子中，有的物体在两个力作用下处于平衡，有的物体在三个力的作用下处于平衡。那么，在共点力作用下的物体在什么条件下才能处于平衡状态呢？3．共点力作用下物

3、体的平衡条件实验探讨：请三位同学把三个弹簧秤的挂钩挂到同一个物体(物体放在水平面上)，保持三个弹簧在同一平面内，分别向三个方向拉弹簧秤，记下弹簧秤的示数和方向。注意：用力不能太大，以免超出弹性限度。请同学们按各力的大小和方向作出力的图示，根据力的平行四边形定则，求出三个力的合力。这三个力的合力为零（在误差范围内）；任意两个力的合力与第三个力大小相等，方向相反，作用在同一直线上。师：改变三个力的大小和方向，重做上述实验，仍可得到相同的结果；增加力的数目，实验结果也是一样的。共点力作用下物体的平衡条件大量的实验证

4、明，共点力作用下物体的平衡条件为：F合=0若这些力在同一平面上，则：Fx=0；Fy=0。即：在共点力作用下物体的平衡条件是：合外力为零。练习：1．一个物体受三个共点力作用，在下列给出的几组力中，能是物体处于平衡状态的是：（ABD）7A．3N，4N，5N；B．3N、2N、1N；C．5N、2N、2N；　D．100N、100N、100N。2．一个物体受到五个共点力F1、F2、F3、F4、F5的作用，处于平平衡。（1）如果将F3撤去，而其他力保持不变，则F1、F2、F4、F5的合力是多大？方向如何？（2）如果将F2、

5、F5两个力撤去，而其余力保持不变，则F1、F3、F4的合力在什么范围内？推论：一个物体受到N个力的作用处于平衡状态，若撤去其中的F1，其余各力保持不变，则余下的（N－1）个力的合力大小等于F1，方向与F1相反。第2课时二、共点力作用下物体平衡条件的应用ABα例1：（P72例1）沿光滑的墙壁用网兜把一只足球挂在A点，如图，足球的质量为m，网兜的质量不计，足球与墙壁的接触点为B，悬线与墙壁的夹角为α，求悬线对球的拉力和墙壁对球的支持力。解析：取足球为研究对象，分析其受力情况，足球受：重力G=mg，墙壁的支持力N，

6、悬绳的拉力T。这三个力的作用线相交于球心O处，即为共点力。球处于平衡状态，由共点力作用下物体的平衡条件可知，这三个力的合力为0方法1：合成法ABTNOGαα三个力的合力为0，则其中任意两个力的合力与第三个力大小相等，方向相反，如图。由三角形的知识可得：T=mg/conα，方向沿悬绳向上。N=mg·tanα，方向沿BO向左。7方法2：正交分解法ONGTxyF2F1α共点力作用下物体的平衡条件为：F合=0，若这些力在同一平面上，则：Fx=0；Fy=0。以O点为原点建立直角坐标系，把不在坐标轴上的力T分解到坐标轴上

7、，由力的平衡条件及同一直线上的矢量运算方法可得：x：Tsinα－N=0y：Tconα－mg=0解得：T=mg/conα，N=mg·tanα。讨论：若本题中已知条件中没有α，而已知AB=L，球的半径为R，试求T、N。ABTNOGααDC将T、N合成，则其合力的大小为mg，且有，△AOB∽△OCD，由相似比可得：N=小结：解决共点力作用下物体平衡的定量计算问题，应首先对研究对象进行受力分析，当物体只受三个力处于平衡状态时，可根据情况用合成法、分解法、正交分解法、或三角形相似法求解；若物体受三个以上的力处于平衡状态

8、，则一般用正交分解法比较方便。FA60°例2：（P72，例2）物体A在水平力F=400N的作用下，沿倾角θ=60°的斜面匀速下滑，如图，物体A受的重力G=400N，求斜面对物体A的支持力和A与斜面间的动摩擦因数μ。解析：7取A物体为研究对象，分析受力情况：物体A受四个力的作用：水平向右的推力F，竖直向下的重力G，垂直于斜面向上的支持力N，沿斜面向上的滑动摩擦力f。在四个力的作用下处于平衡状态，则四个