2022-2023学年新教材高中物理 第三章 相互作用——力 7.共点力的平衡学案 新人教版必修第一册.docx

1、7.共点力的平衡新课程标准能用共点力的平衡条件分析生产生活中的问题核心素养目标物理观念理解平衡的概念，形成相互作用的概念科学思维能应用合成法、分解法、正交分解法解决平衡问题，促进综合分析和应用数学处理问题的能力科学探究探究生活中共点力平衡的现象，培养一题多解的能力科学态度与责任应用“港珠澳大桥”等类似实例，引导学生关注中国建筑事业，激发爱国热情必备知识自主学习突出基础性素养夯基一、平衡状态物体受到几个力作用时，如果保持_或_状态，我们就说这个物体处于_书、小球均处于平衡状态【情境思考】在下列图中谁能表示物体处于平衡状态？答：二、共点力平衡的条件1二力平衡条件：作用在同一物体上的两个力，如果大小

2、相等、方向相反，并且在同一直线上，这两个力平衡即合力为_2共点力平衡的条件：在共点力作用下物体平衡的条件是合力为_【思考辨析】判断正误，正确的画“”，错误的画“”(1)某时刻物体的速度为零时，物体一定处于平衡状态()(2)物体只有在不受力作用时才能保持平衡状态()(3)沿光滑斜面下滑的物体处于平衡状态()(4)物体所受合力为零时，就一定处于平衡状态()(5)加速度为零时，物体一定处于平衡状态()关键能力合作探究突出综合性素养形成探究点共点力平衡的条件归纳总结1.两种平衡情形(1)物体在共点力作用下处于静止状态(2)物体在共点力作用下处于匀速直线运动状态2两种平衡条件的表达式(1)F合0.(2)

3、Fx合=0，Fy合=0.其中Fx合和Fy合分别是将所受的力进行正交分解后，物体在x轴和y轴方向上所受的合力3由平衡条件得出的三个结论典例示范例1 物体在五个共点力的作用下保持平衡，如图所示，其中F1大小为10N，方向水平向右，求：(1)若撤去力F1，而保持其余四个力不变，其余四个力的合力的大小和方向；(2)若将F1转过90，物体所受的合力大小例2 (一题多解)如图所示，光滑半球形容器固定在水平面上，O为球心一质量为m的滑块，在水平力F的作用下静止于P点，设滑块所受支持力为FN，OP与水平方向的夹角为.下列关系式正确的是()AFmgtanBFmgtanCFNmgtanDFNmgtan分析平衡问题

4、的基本思路(1)明确平衡状态(合力为零)(2)巧选研究对象(3)受力分析(画出规范的受力分析图)(4)列平衡方程(灵活运用力的合成法、效果分解法、正交分解法、矢量三角形法及数学解析法)(5)求解或讨论(解的结果及物理意义)针对训练1(一题多解)如图所示，质量为m的小球置于倾角为30的光滑斜面上，劲度系数为k的轻质弹簧，一端系在小球上，另一端固定在墙上的P点，小球静止时，弹簧与竖直方向的夹角为30，则弹簧的伸长量为()AmgkB3mg2kC3mg3kD3mgk针对训练2如图，一质量m6kg的物块，置于水平地面上，物块与地面间的动摩擦因数13，为了使物块沿水平地面做匀速直线运动，现用一与水平方向夹

5、角为37的力斜向上拉物体，求此拉力的大小(已知sin370.6，cos370.8，g取10m/s2)7共点力的平衡必备知识自主学习一、静止匀速直线运动平衡状态情境思考：提示：只有C图表示的物体处于平衡状态二、1020思考辨析答案：(1)(2)(3)(4)(5)关键能力合作探究探究点【例1】【解析】(1)五个共点力平衡时合力为零，则其余四个力的合力与F1等大、反向，故其余四个力的合力大小为10 N，方向水平向左(2)若将F1转过90得到F1，则F1与其余四个力的合力F垂直，F合F12 +F2102+102 N102 N.【答案】(1)10 N方向水平向左(2)102 N【例2】【解析】方法一滑块

6、受重力mg、支持力FN、水平力F而静止，如图甲所示，由平衡条件知mgFtan ，mgFNsin ，所以有Fmgtan，FNmgsin.方法二效果分解法将重力按产生的效果分解，如图乙所示，FG2mgtan，FNG1mgsin.方法三正交分解法将滑块受的支持力沿水平、竖直方向分解，如图丙所示，有FFNcos0，FNsinmg0联立解得Fmgtan，FNmgsin.【答案】A针对训练1解析：解法一：合成法如图甲所示，将弹力F和斜面对小球的支持力FN直接合成，图中的F即为两力的合力由几何关系可知，图中120，30，由正弦定理可得mgsin120Fsin30，而弹力Fkx，联立解得弹簧的伸长量x3mg3k.解法二：正交分解法如图乙所示为小球的受力情况，其中F为弹簧的弹力，由几何关系可知，弹力F与斜面之间的夹角为30.将小球所受的重力mg和弹力F分别沿平行于斜面和垂直于斜面的方向进行正交分解，由共点力的平衡条件知，弹力F沿斜面向上的分力与重力mg沿斜面向下的分力大小相等，即Fcos 30mg sin 30，由胡克定律得Fkx，联立解得弹簧的伸长量x3mg3k，选项C正确答案：C针对训练2解析：物块做匀速直线运动，受力分析如图，则水平方向：FTcos 37Ff竖直方向：FNmgFTsin 37且FfFN代入数据解得FT20 N.答案：20 N