1、4.1 共点力作用下物体的平衡 一、教学目标： 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能灵活的运用图解法、力的合成与分解法、正交分解法等多种方法解答 平衡问题 二、教学重点 1、共点力作用下物体的平衡状态。 2、共点力的平衡条件。 3、教学难点： 共点力的平衡条件。 四、教学步骤： 导入新课： 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。 那么：什么是物体的平衡状态，物体在什么条件下才能处于平衡状态呢？ 本节课我们就来学习共点力作用下物体的平衡。 新课教学 1、共点力作用下物体的平衡状态。 （1）什么是共点力：
2、同时作用在同一物体上的各个力的作用线交于一点(或反向延长线)就是共 点力。这里要注意的是“同时作用”和“同一物体”两个条件。 （2）介绍物体在共点力作用下的平衡状态。 平衡状态：对质点是指静止状态或匀速直线运动状态，对转动的物体是指静 止状态或匀速转动状态。我们就说这个物体处于平衡状态。 对静止的理解：静止与速度v0不是一回事物体保持静止状态，说明 v0，a0，两者必须同时成立若仅是v0，a0，如上抛到最高点的物体， 此时物体并不能保持静止，上抛到最高点的物体并非处于平衡状态所以平衡 状态是指加速度为零的状态，而不是速度为零的状态 2、共点力作用下物体的平衡条件 理论推导： 从牛顿第二定律知道
3、：当物体所受合力为零时，加速度为零，物体将保持 静止或者做匀速直线运动，即物体处于平衡状态，所以：在共点力作用下物体 的平衡条件是合力为零。即 F 合 0 3、处理平衡问题的基本方法有哪些？ (1)力的平行四边形法则; 物体受三个力作用而平衡时，其中任意两个力的合力必定跟第三个力等大反 向可利用力的平行四边形定则，根据正弦定理、余弦定理或相似三角形等数 学知识求解 例 1、图中重物的质量为 m，轻细线 AO 和 BO 的 A、B 端是固定的，平衡时 AD 是水平的， BO 与水平面的夹角为 AO 的拉力 F1和 BO 的拉力 F2的大小是： A、F 1=mg*cos； B、F 1=mg*cot
4、； C、F 2=mg*sin； D、F 2=mgsin 析：如图 1，三根细绳在 O，点共点，取 O 点（结点）为研究对象，分析 O 点受力如图 2O 点受到 AO 绳的拉力 F1、BO 绳的拉力 F2以及重物对它的拉力 T 三个力的作用 图 2（a）选取合成法进行研究，将 F1、F 2合成，得到合力 F，由平衡条件知： F=T=mg 则： F 1=F*cot=mg*cot F 2=Fsin=mgsin (2)正交分解法; 将各力分解到x轴上和y轴上，运用两坐标轴上的合力等于零的条件 Fx=0，Fy=0。此方法多用于三个以上共点力作用下的物体的平衡。 例 2质量为 m 的物体，用水平细绳 AB
5、 拉住，静止在倾角为 的固定斜面 上，求物体对斜面压力的大小，如图 1（甲）。 分析 本题主要考察，物体受力分析与平衡条件，物体在斜面上受力如图 1 乙，以作用点为原点建立直角坐标系，据平衡条件F0，即 找准边角关系，列方程求解。 解：以物体 m 为研究对象建立图 1 乙所示坐标系，由平衡条件得： Tcos-mgsin0 （1） N-Tsin-mgcoo0 （2） 联立式（1）（2）解得 Nmgcos 据牛顿第三定律可知，物体对斜面压力的大小为 Nmgcos (3)整体法与隔离法. 当多个物体组成的系统处于平衡状态时，系统内任何一物体均处于平衡状态， 因此，对系统可列平衡方程，也可对任何一物体
6、列平衡方程 五、小结 1、本节课我们学习了共点力的平衡条件是 F 合 0； 2、平衡状态的二个特征是： a0； 速度 v 恒定； 3、物体所受的合力为零，在正交分解时常采用： F x 合 =0; F y 合 =0 六、板书设计： 力 的 合 力 等 值 反 向 与 其 余 的时 ， 它 所 受 的 某 一 个 力推 论 ： 当 物 体 处 于 平 衡平 衡 条 件 ：直 线 运 动 状 态 速力 作 用 下 处 于 静 止 或 匀平 衡 状 态 ： 物 体 在 共 点衡共 点 力 作 用 下 物 体 的 平 合 0F 七、作业 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、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？
