第三章相互作用—力人教版（2019）必修

第一冊(cè)5.

共點(diǎn)力的平衡目錄學(xué)習(xí)目標(biāo)重點(diǎn)難點(diǎn)課堂導(dǎo)入探究新知課堂小結(jié)課堂練習(xí)布置作業(yè)123456701020304物理觀念知道共點(diǎn)力的概念，并且明確共點(diǎn)力平衡的條件?？茖W(xué)思維要通過(guò)具體實(shí)例分析，讓學(xué)生建立解決平衡問(wèn)題的思路，利用直角三角形、三角函數(shù)等數(shù)學(xué)知識(shí)、正交分解法解決各種問(wèn)題?？茖W(xué)探究通過(guò)視頻演示，引發(fā)學(xué)生思考，認(rèn)識(shí)平衡的狀態(tài)，并逐漸學(xué)習(xí)平衡狀態(tài)問(wèn)題的處理方法?？茖W(xué)態(tài)度與責(zé)任通過(guò)對(duì)平衡問(wèn)題處理方法的學(xué)習(xí)，可以幫助學(xué)生處理日常生活中的平衡問(wèn)題。學(xué)習(xí)目標(biāo)共點(diǎn)力平衡的條件01整體法和隔離法02教學(xué)內(nèi)容教學(xué)重點(diǎn)1教學(xué)重點(diǎn)2教學(xué)難點(diǎn)3共點(diǎn)力平衡的條件及其應(yīng)用。會(huì)用共點(diǎn)力的平衡條件分析生產(chǎn)生活中的相關(guān)問(wèn)題。整體法和隔離法在受力分析和平衡問(wèn)題中的應(yīng)用。重點(diǎn)難點(diǎn)課堂導(dǎo)入——欣賞力之美

圖甲、乙、丙、丁分別畫(huà)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(xiàn)的幾何關(guān)系，可以把上述四種情況的受力分成兩類(lèi)，你認(rèn)為哪些情況屬于同一類(lèi)？你是根據(jù)什么來(lái)劃分的？課堂導(dǎo)入——思考與討論01PART01第一部分共點(diǎn)力平衡的條件探究新知

觀察右邊三幅圖中物體有什么共同特點(diǎn)？探究新知——觀察與思考勻速行駛的汽車(chē)勻速行駛的動(dòng)車(chē)

觀察下面兩幅圖汽車(chē)和動(dòng)車(chē)運(yùn)動(dòng)有什么共同特點(diǎn)？探究新知——平衡狀態(tài)1.定義：物體受到幾個(gè)力作用時(shí)，如果保持靜止或勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，我們就說(shuō)這個(gè)物體處于平衡狀態(tài)。2.“靜止”和“v=0”的區(qū)別和聯(lián)系v=0a=0時(shí)，靜止，處于平衡狀態(tài)a≠0時(shí)，不靜止，處于非平衡狀態(tài)，如自由落體初始時(shí)刻探究新知——平衡狀態(tài)

根據(jù)初中所學(xué)過(guò)的二力平衡的知識(shí)，你認(rèn)為受共點(diǎn)力作用的物體，在什么條件下才能保持平衡呢？

作用在同一物體上的兩個(gè)力，如果大小相等、方向相反，并且在同一條直線(xiàn)上，這兩個(gè)力平衡。二力平衡時(shí)物體所受的合力為0。探究新知——思考與討論

如果物體受到三個(gè)力的作用，你認(rèn)為受共點(diǎn)力作用的物體，在什么條件下才能保持平衡呢？我們可以根據(jù)平行四邊形定則，求任意兩個(gè)力的合力為一個(gè)力，最終把三力平衡問(wèn)題轉(zhuǎn)化為二力平衡問(wèn)題。即三力的合力為0。探究新知——思考與討論

如果物體受到三個(gè)以上的力作用，你認(rèn)為受共點(diǎn)力作用的物體，在什么條件下才能保持平衡呢？

我們可以根據(jù)平行四邊形定則，任意一個(gè)力與其余各力的合力大小相等、方向相反、作用在同一條直線(xiàn)上，最終把多力平衡問(wèn)題轉(zhuǎn)化為二力平衡問(wèn)題。即物體所受的合力為0。探究新知——思考與討論1.條件：在共點(diǎn)力作用下物體平衡的條件是合力為0。2.公式：F合＝0，或Fx合=0和Fy合＝0。3.由平衡條件得出的三個(gè)結(jié)論：探究新知——共點(diǎn)力平衡的條件【例題1】某幼兒園要在空地上做一個(gè)滑梯，根據(jù)空地的大小，滑梯的水平跨度確定為6m。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？ABC探究新知——典例解析三、典例解析GFfABCFN解析：xyF1

F2

以小孩為研究對(duì)象，受力分析

Ff＝μFN

解得：tanθ

=μ

可得：h=μ·AC=0.4×6m=2.4mθ應(yīng)用共點(diǎn)力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)，判定其是否處于平衡狀態(tài)。(3)對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析，并畫(huà)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?5)求解方程，并討論結(jié)果。探究新知——典例解析【例題2】生活中常用一根水平繩拉著懸吊重物的繩索來(lái)改變或固定懸吊物的位置。如圖懸吊重物的細(xì)繩，其O點(diǎn)被一水平繩BO牽引，使懸繩AO段和豎直方向成θ角，若懸吊物所受的重力為G，則懸繩AO和水平繩BO所受的拉力各等于多少？探究新知——典例解析方法1：合成法解析：F4為F1和F2的合力，則F4與F3平衡，

即：F4＝F3＝G探究新知——典例解析方法2：正交分解法

如圖，以O(shè)為原點(diǎn)建立直角坐標(biāo)系。F2方向?yàn)閤軸正方向，向上為y軸正方向。F1在兩坐標(biāo)軸方向的分矢量分別為F1x和F1y。因x、y兩方向的合力都等于0，可列方程：F2－F1x＝0F1y－F3＝0即F2－F1sinθ＝0(1)

F1cosθ－G

＝0(2)由(1)(2)式解得:F1＝G/cosθ，F(xiàn)2＝Gtanθ。探究新知——典例解析02PART02第二部分整體法和隔離法探究新知

如果我們研究的對(duì)象是兩個(gè)或者兩個(gè)以上的物體，并且物體間相互連接，此時(shí)我們?nèi)绾斡懻摵脱芯克鼈儽舜酥g的受力呢？

探究新知——思考與討論1.整體法：將運(yùn)動(dòng)狀態(tài)相同的幾個(gè)物體作為一個(gè)整體進(jìn)行受力分析的方法。2.隔離法：將研究對(duì)象與周?chē)矬w分隔開(kāi)進(jìn)行受力分析的方法。探究新知——整體法和隔離法1.整體法的選用原則：

研究系統(tǒng)外的物體對(duì)系統(tǒng)整體的作用力，受力分析時(shí)不要再考慮系統(tǒng)內(nèi)物體間的相互作用2.隔離法的選用原則：

研究單個(gè)物體所受的作用力，一般隔離受力較少的物體。探究新知——整體法和隔離法選用原則1.明確研究對(duì)象：在進(jìn)行受力分析時(shí)，研究對(duì)象可以是某一個(gè)物體，也可以是保持相對(duì)靜止的若干個(gè)物體（整體）。研究對(duì)象確定以后，只分析研究對(duì)象以外的物體施予研究對(duì)象的力（既研究對(duì)象所受的外力），而不分析研究對(duì)象施予外界的力。探究新知——應(yīng)用整體法和隔離法時(shí)基本方法和步驟3.只畫(huà)性質(zhì)力，不畫(huà)效果力：畫(huà)受力圖時(shí)，只能按力的性質(zhì)分類(lèi)畫(huà)力，不能按作用效果（拉力、壓力、阻力等）畫(huà)力，否則將出現(xiàn)重復(fù)。2.隔離研究對(duì)象，按順序找力：把研究對(duì)象從實(shí)際情景中分離出來(lái)，按先已知力，再重力，再?gòu)椓?，然后摩擦力（只有在有彈力的接觸面之間才可能有摩擦力），最后其它力的順序逐一分析研究對(duì)象所受的力，并畫(huà)出各力的示意圖。探究新知——應(yīng)用整體法和隔離法時(shí)基本方法和步驟【例1】如圖所示，物體a、b和c疊放在水平桌面上，水平力Fb=5N、Fc=10N分別作用于物體b、c上，a、b和c仍保持靜止。以f1、f2、f3分別表示a與b、b與c、c與桌面間的靜摩擦力的大小，則（）A．f1=5N，f2=0、f3=5N B．f1=5N，f2=5N、f3=0C．f1=0，f2=5N、f3=5N D．f1=0，f2=10N、f3=5N探究新知——典例解析解析：

為了研究a、b之間的摩擦力的情況，以物體a為研究對(duì)象，如圖甲所示：

通過(guò)受力分析得到a與b之間沒(méi)有摩擦力的作用，所以f1=0；探究新知——典例解析

為了研究b與c之間的摩擦力的情況，以物體a、b整體為研究對(duì)象，如圖乙所示：

在水平方向上，通過(guò)受力分析知b受c向右的靜摩擦力f2與Fb平衡，故f2=Fb=5N探究新知——典例解析

為了研究c與桌面之間的摩擦力的情況，以物體a、b、c整體為研究對(duì)象，如圖丙所示：

通過(guò)受力分析知c受向左的靜摩擦力f3與Fc-Fb平衡，故f3=Fc-Fb=5N，故C正確。探究新知——典例解析

探究新知——典例解析解析：

為了研究a、b之間的摩擦力的情況，以物體a為研究對(duì)象，如圖甲所示：

通過(guò)受力分析得到a與b之間沒(méi)有摩擦力的作用，所以f1=0；探究新知——典例解析解析：AB．以小球1和2為整體為研究對(duì)象，受力分析如下圖根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件可得：解得：故A正確，B錯(cuò)誤；探究新知——典例解析解析：CD．以小球2為研究對(duì)象，受力分析如下圖，根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件可得：解得：故C錯(cuò)誤，D正確。探究新知——典例解析共點(diǎn)力的平衡條件整體法隔離法合外力為零隔離法研究系統(tǒng)外的物體對(duì)系統(tǒng)整體的作用力研究對(duì)象與周?chē)矬w隔開(kāi)受力分析的方法整體法課堂小結(jié)狀態(tài)靜止或勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)

課堂練習(xí)A

課堂練習(xí)

課堂練習(xí)B課堂練習(xí)

課堂練習(xí)C

課堂練習(xí)4．如圖所示，兩個(gè)小球A和B，中間用輕繩連