共点力的平衡条件学案3

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1、§3.5共点力的平衡条件【学习目标】一、知识目标1、知道什么叫共点力作用下的平衡状态．2、掌握共点力的平衡条件．3、会用共点力的平衡条件解决有关平衡问题．二、能力目标1、培养应用力的矢量合成法则平行四边形定则进行力的合成、力的分解的能力．2、培养全面分析问题的能力和推理能力．三、情感目标会用辨证观点看问题，体会团结协助．【学习重点】1．共点力作用下物体的平衡状态。2．共点力的平衡条件。【知识要点】（一）平衡状态1.共点力：几个力如果作用在物体的同一点，或者它们的作用线相交于一点，这几个力叫做共点力。2.平衡状态：一个问题在共点力的作用下，如果保持静止或者做匀速直线运动，我们就说这个外

2、同处于平衡状态。⑴共点力作用下物体平衡状态的运动学特征：加速度为零。⑵“保持”某状态与“瞬时”某状态有区别：竖直上抛的物体运动到最该点时，这一瞬间的速度为零。但这一状态不能保持，因而这一不能保持静止状态不属于平衡状态。（一）共点力作用下物体的平衡条件1.平衡条件：使物体处于平衡状态必须满足的条件2.平衡条件的理论推导物体处于平衡状态→物体的运动状态不变→加速度为零→根据牛顿第二定律F=ma有物体所受的合外力F合=0反之亦然。3.共点力作用下的物体平衡条件：在共点力作用下物体的平衡条件：在共点力作用下物体的平衡条件是合力为零F合=0⑴力的平衡：作用在物体上的几个力的合力为零，这种情形叫

3、做力的平衡。⑵F合=0则在任一方向上物体所受合力也为零。将物体所受的共点力正交分解，则平衡条件可表示为下列方程组：Fx=0，Fy=0。⑶特例：①物体受两个共点力作用：若两个力组成平衡力，F合=0，则物体处于平衡状态。②物体受三个共点力作用：若任两个力的合力与第三力组成平衡力，F合=0，则物体处于平衡状态。4.平衡条件的实验验证⑴用一个弹簧秤和钩码演示验证两力平衡的条件⑵用两个弹簧秤和一个钩码演示验证三力平衡的条件。【问题探究】怎样分析物体的平衡问题物体的平衡问题是力的基本概念及平行四边形定则的直接应用，也是进一步学习力和运动关系的基础。（1）明确分析思路和解题步骤解决物理问题必须有明

4、确的分析思路．而分析思路应从物理问题所遵循的物理规律本身去探求。物体的平衡遵循的物理规律是共点力作用下物体的平衡条件：，要用该规律去分析平衡问题，首先应明确物体所受该力在何处“共点”，即明确研究对象．在分析出各个力的大小和方向后，还要正确选定研究方法，即合成法或分解法，利用平行四边形定则建立各力之间的联系，借助平衡条件和数学方法，确定结果．由上述分析思路知，解决平衡问题的基本解题步骤为：①明确研究对象。在平衡问题中，研究对象常有三种情况：<1>单个物体，若物体能看成质点，则物体受到的各个力的作用点全都画到物体的几何中心上；若物体不能看成质点，则各个力的作用点不能随便移动，应画在实际作

5、用位置上。<2>物体的组合，遇到这种问题时，应采用隔离法，将物体逐个隔离出去单独分析，其关键是找物体之间的联系，相互作用力是它们相互联系的纽带。<3>几个物体的的结点，几根绳、绳和棒之间的结点常常是平衡问题的研究对象。②分析研究对象的受力情况分析研究对象的受力情况需要做好两件事：<1>确定物体受到哪些力的作用，不能添力，也不能漏力。常用的办法是首先确定重力，其次找接触面，一个接触面通常对应一对弹力和摩擦力，找到接触面后，判定这两个力是否在；第三是加上其它作用力，如拉力、推力等。<2>准确画出受力示意图。力的示意图关键是力的方向的确定，要培养养成准确画图的习惯。在分析平衡问题时，很多同

6、学常出错误，其重要原因就是画图不重视、不规范，将力的方向搞错，导致全题做错。③选取研究方法——合成法或分解法合成法或分解法实际上都是平行四边形定则，采用这两种方法的实质是等效替代，即通过两个力的等效合成或某个力的两个等效分力建立已知力与被求力之间的联系，为利用平衡条件解问题做好铺垫。在解题中采用合成法还是分解法应视问题而定，当受力较少时，两种方法求解都很方便。由于高中阶段在对力进行合成或分解时只要求会用直角三角形讨论计算，因此，对物体受力进行正交分解，利用正交分解法求解的平衡问题较为常见．在建立正交坐标系时，其基本原则是使尽可能多的力在坐标轴上，这样分解的力个数少，求解时方便。④利用

7、平衡条件建立方程利用合成法分析问题时，其平衡方程为：利用分解法特别是正交分解法分析平衡问题时，其平衡方程为：，⑤数学方法求解建立平衡方程后，利用数学方法即可得到结果。在平衡问题中，常用的数学方法有：代数法、三角函数法、相似三角形法、极值问题等，通过对学生选择数学方法解题过程的考查，可以鉴别其运用数学工具处理物理问题的能力。【典型例题】[例1]一个物体受到三个共点力的作用，若这三个力的大小是如下各组，则可使物体平衡的是哪几组（）A.F1＝4N，F2=7N，F