共点力的平衡优秀课件2.ppt
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- 共点力 平衡 优秀 课件
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1、5共点力的平衡共点力的平衡目标体系构建目标体系构建课前预习反馈课前预习反馈课内互动探究课内互动探究核心素养提升核心素养提升素养脉络构建素养脉络构建课堂达标检测课堂达标检测夯基提能作业夯基提能作业返回导航第三章相互作用力物理必修 第一册 RJ目标体系构建目标体系构建返回导航第三章相互作用力物理必修 第一册 RJ【学习目标学习目标】1知道共点力的概念。知道共点力的概念。2理解物体的平衡状态,掌握共点力的平衡条件,即理解物体的平衡状态,掌握共点力的平衡条件,即F合合0。3会用共点力的平衡条件解决有关问题。会用共点力的平衡条件解决有关问题。4能用图解法、解析法解决动态平衡问题。能用图解法、解析法解决动
2、态平衡问题。返回导航第三章相互作用力物理必修 第一册 RJ【思维脉络思维脉络】返回导航第三章相互作用力物理必修 第一册 RJ课前预习反馈课前预习反馈返回导航第三章相互作用力物理必修 第一册 RJ物体受到几个力作用时,如果保持物体受到几个力作用时,如果保持_或或_状状态,我们就说这个物体处于态,我们就说这个物体处于_。知识点知识点 1平衡状态平衡状态静止静止匀速直线运动匀速直线运动平衡状态平衡状态在共点力作用下物体平衡的条件是在共点力作用下物体平衡的条件是_。知识点知识点 2共点力平衡的条件共点力平衡的条件合力为零合力为零返回导航第三章相互作用力物理必修 第一册 RJ判一判判一判(1)处于平衡状
3、态的物体一定处于静止状态。处于平衡状态的物体一定处于静止状态。()(2)运动的物体合力不会为运动的物体合力不会为0。()(3)物体受两个力作用处于平衡状态,这两个力的合力一定为物体受两个力作用处于平衡状态,这两个力的合力一定为0。()(4)速度为速度为0的物体一定处于平衡状态。的物体一定处于平衡状态。()(5)“复兴复兴”号列车在平直铁路上以号列车在平直铁路上以350 km/h高速行驶时处于平衡状高速行驶时处于平衡状态。态。()(6)合力保持恒定的物体处于平衡状态。合力保持恒定的物体处于平衡状态。()预习自测预习自测 返回导航第三章相互作用力物理必修 第一册 RJA 解析:解析:对对O点受力分
4、析并由平衡条件可知,点受力分析并由平衡条件可知,OP绳的拉力等于绳的拉力等于OA绳与绳与OB绳的拉力的合力,由于绳的拉力的合力,由于OA绳与绳与OB绳的大小相等,夹角为绳的大小相等,夹角为120,由平,由平行四边形定则可知,两力的合力为行四边形定则可知,两力的合力为F,即,即OP绳的拉力为绳的拉力为F,故,故A正确。正确。返回导航第三章相互作用力物理必修 第一册 RJ想一想想一想孔明灯相传是由三国时的诸葛孔明发明的。如图所孔明灯相传是由三国时的诸葛孔明发明的。如图所示,有一盏质量为示,有一盏质量为m的孔明灯升空后向着东北偏上方向的孔明灯升空后向着东北偏上方向沿直线匀速上升,则此时孔明灯处于平衡
5、状态吗?你能沿直线匀速上升,则此时孔明灯处于平衡状态吗?你能求出此时孔明灯所受空气作用力的大小和方向吗?求出此时孔明灯所受空气作用力的大小和方向吗?解析:解析:孔明灯升空后向着东北偏上方向匀速直线运动,合力为零,孔明灯升空后向着东北偏上方向匀速直线运动,合力为零,处于平衡状态;只受重力和空气的作用力,根据平衡条件得到空气的作处于平衡状态;只受重力和空气的作用力,根据平衡条件得到空气的作用力的大小为用力的大小为mg,方向竖直向上。,方向竖直向上。返回导航第三章相互作用力物理必修 第一册 RJ课内互动探究课内互动探究第3章 5.共点力的平衡人教版(2019)高中物理必修第一册课件(共47张PPT)
6、第3章 5.共点力的平衡人教版(2019)高中物理必修第一册课件(共47张PPT)返回导航第三章相互作用力物理必修 第一册 RJ如图所示,甲图中的石头受到几个力的作用而处于静止状态;乙图如图所示,甲图中的石头受到几个力的作用而处于静止状态;乙图中的飞机做水平方向的匀速直线运动。试结合上述现象讨论:处于平衡中的飞机做水平方向的匀速直线运动。试结合上述现象讨论:处于平衡状态的物体有什么特点?物体若受多个共点力保持平衡,应满足什么条状态的物体有什么特点?物体若受多个共点力保持平衡,应满足什么条件?件?一一共点力作用下物体的平衡共点力作用下物体的平衡情境导入情境导入 提示:提示:处于平衡状态的物处于平
7、衡状态的物体,其运动状态不发生变化,体,其运动状态不发生变化,加速度为加速度为0;共点力作用下物;共点力作用下物体的平衡条件是合力为体的平衡条件是合力为0。第3章 5.共点力的平衡人教版(2019)高中物理必修第一册课件(共47张PPT)第3章 5.共点力的平衡人教版(2019)高中物理必修第一册课件(共47张PPT)返回导航第三章相互作用力物理必修 第一册 RJ要点提炼要点提炼 第3章 5.共点力的平衡人教版(2019)高中物理必修第一册课件(共47张PPT)第3章 5.共点力的平衡人教版(2019)高中物理必修第一册课件(共47张PPT)返回导航第三章相互作用力物理必修 第一册 RJ第3章
8、 5.共点力的平衡人教版(2019)高中物理必修第一册课件(共47张PPT)第3章 5.共点力的平衡人教版(2019)高中物理必修第一册课件(共47张PPT)返回导航第三章相互作用力物理必修 第一册 RJ3解题方法解题方法(1)合成法:对于三个共点力的平衡,一般根据合成法:对于三个共点力的平衡,一般根据“任意两个力的合力任意两个力的合力与第三个力等大、反向与第三个力等大、反向”的关系,结合三角函数、相似三角形等知识求的关系,结合三角函数、相似三角形等知识求解。解。(2)分解法:对于三个共点力的平衡,也可将某一个力分解到另外两分解法:对于三个共点力的平衡,也可将某一个力分解到另外两个力的反方向上
9、,得到的这两个分力必定与另外两个力等大、反向。个力的反方向上,得到的这两个分力必定与另外两个力等大、反向。(3)正交分解法:物体受多个共点力的作用处于平衡状态时,可以建正交分解法:物体受多个共点力的作用处于平衡状态时,可以建立适当的坐标系,利用正交分解法求出立适当的坐标系,利用正交分解法求出x轴和轴和y轴方向上的合力,应用轴方向上的合力,应用Fx合合0,Fy合合0列式求解。列式求解。(4)三角形法:当三个共点力平衡时,三个力可以构成首尾相连的矢三角形法:当三个共点力平衡时,三个力可以构成首尾相连的矢量三角形,这种方法一般用来讨论动态平衡问题较为方便。量三角形,这种方法一般用来讨论动态平衡问题较
10、为方便。第3章 5.共点力的平衡人教版(2019)高中物理必修第一册课件(共47张PPT)第3章 5.共点力的平衡人教版(2019)高中物理必修第一册课件(共47张PPT)返回导航第三章相互作用力物理必修 第一册 RJ沿光滑的墙壁用网兜把一个足球挂在沿光滑的墙壁用网兜把一个足球挂在A点点(如图如图),足球的质量为,足球的质量为m,网兜的质量不计,足球与墙壁的接触点为,网兜的质量不计,足球与墙壁的接触点为B,悬绳与墙壁的夹角为,悬绳与墙壁的夹角为,求悬绳对球的拉力和墙壁对球的支持力。,求悬绳对球的拉力和墙壁对球的支持力。典例剖析典例剖析 典题典题 1思路引导:思路引导:足球处于三力平衡状态,可以
11、应用分解法、合足球处于三力平衡状态,可以应用分解法、合成法或正交分解法等方法求解。成法或正交分解法等方法求解。第3章 5.共点力的平衡人教版(2019)高中物理必修第一册课件(共47张PPT)第3章 5.共点力的平衡人教版(2019)高中物理必修第一册课件(共47张PPT)返回导航第三章相互作用力物理必修 第一册 RJ解析:解析:取足球作为研究对象,它共受到三个力的作用。重力取足球作为研究对象,它共受到三个力的作用。重力Gmg,方向竖直向下;墙壁的支持力,方向竖直向下;墙壁的支持力F1,方向水平向右;悬绳的拉力,方向水平向右;悬绳的拉力F2,方向沿绳的方向。方向沿绳的方向。这三个力一定是共点力
12、,重力的作用点在球心这三个力一定是共点力,重力的作用点在球心O点,支持力点,支持力F1沿球沿球的半径方向。的半径方向。G和和F1的作用线必交于球心的作用线必交于球心O点,则点,则F2的作用线必过的作用线必过O点。点。既然是三力平衡,可以根据任意两力的合力与第三力等大、反向求解,既然是三力平衡,可以根据任意两力的合力与第三力等大、反向求解,可以据力三角形求解,也可用正交分解法求解。可以据力三角形求解,也可用正交分解法求解。第3章 5.共点力的平衡人教版(2019)高中物理必修第一册课件(共47张PPT)第3章 5.共点力的平衡人教版(2019)高中物理必修第一册课件(共47张PPT)返回导航第三
13、章相互作用力物理必修 第一册 RJ解法解法1用合成法用合成法取足球作为研究对象,它们受重力取足球作为研究对象,它们受重力Gmg、墙壁的支持力、墙壁的支持力F1和悬绳和悬绳的拉力的拉力F2三个共点力作用而平衡,由共点力平衡的条件可知,三个共点力作用而平衡,由共点力平衡的条件可知,F1和和F2的的合力合力F与与G大小相等、方向相反,即大小相等、方向相反,即FG,从图中力的平行四边形可求,从图中力的平行四边形可求得:得:F1Ftan mgtan F2F/cos mg/cos 第3章 5.共点力的平衡人教版(2019)高中物理必修第一册课件(共47张PPT)第3章 5.共点力的平衡人教版(2019)高
14、中物理必修第一册课件(共47张PPT)返回导航第三章相互作用力物理必修 第一册 RJ解法解法2用分解法用分解法取足球为研究对象,其受重力取足球为研究对象,其受重力G、墙壁支持力、墙壁支持力F1、悬绳的拉力、悬绳的拉力F2,如,如图所示。将重力图所示。将重力G分解为分解为F1和和F2,由共点力平衡条件可知,由共点力平衡条件可知,F1与与F1的合力必为零,的合力必为零,F2与与F2的合力也必为零,所以的合力也必为零,所以F1F1mgtan F2F2mg/cos 第3章 5.共点力的平衡人教版(2019)高中物理必修第一册课件(共47张PPT)第3章 5.共点力的平衡人教版(2019)高中物理必修第
15、一册课件(共47张PPT)返回导航第三章相互作用力物理必修 第一册 RJ第3章 5.共点力的平衡人教版(2019)高中物理必修第一册课件(共47张PPT)第3章 5.共点力的平衡人教版(2019)高中物理必修第一册课件(共47张PPT)返回导航第三章相互作用力物理必修 第一册 RJ解法解法4用正交分解法求解用正交分解法求解取足球作为研究对象,受三个力作用,重力取足球作为研究对象,受三个力作用,重力G、墙壁的支持力、墙壁的支持力F1、悬绳拉力悬绳拉力F2,如图所示,取水平方向为,如图所示,取水平方向为x轴,竖直方向为轴,竖直方向为y轴,将轴,将F2分别分别沿沿x轴和轴和y轴方向进行分解。由平衡条
16、件可知,在轴方向进行分解。由平衡条件可知,在x轴和轴和y轴方向上的合力轴方向上的合力Fx合合和和Fy合合应分别等于零。即应分别等于零。即Fx合合F1F2sin 0Fy合合F2cos G0由由式解得:式解得:F2G/cos mg/cos 代入代入式得式得F1F2sin mgtan 答案:答案:mg/cos;mgtan 第3章 5.共点力的平衡人教版(2019)高中物理必修第一册课件(共47张PPT)第3章 5.共点力的平衡人教版(2019)高中物理必修第一册课件(共47张PPT)返回导航第三章相互作用力物理必修 第一册 RJ点评:点评:比较各种解法的优缺点,分析一下解决此类问题的方法步比较各种解
17、法的优缺点,分析一下解决此类问题的方法步骤。骤。思维升华:思维升华:分析平衡问题的基本思路分析平衡问题的基本思路(1)明确平衡状态明确平衡状态(合力为零合力为零)。(2)巧选研究对象。巧选研究对象。(3)受力分析受力分析(画出规范的受力分析图画出规范的受力分析图)。(4)列平衡方程列平衡方程(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量三角形法及数学解析法)。(5)求解或讨论求解或讨论(解的结果及物理意义解的结果及物理意义)。第3章 5.共点力的平衡人教版(2019)高中物理必修第一册课件(共47张PPT)第3章 5.共点
18、力的平衡人教版(2019)高中物理必修第一册课件(共47张PPT)返回导航第三章相互作用力物理必修 第一册 RJ1在科学研究中,可以用风力仪直接测量风力的大小,其原理如图在科学研究中,可以用风力仪直接测量风力的大小,其原理如图所示。仪器中一根轻质金属丝悬挂着一个金属球。无风时,金属丝竖直所示。仪器中一根轻质金属丝悬挂着一个金属球。无风时,金属丝竖直下垂;当受到沿水平方向吹来的风时,金属丝偏离竖直方向一个角度。下垂;当受到沿水平方向吹来的风时,金属丝偏离竖直方向一个角度。风力越大,偏角越大。通过传感器,就可以根据偏角的大小指示出风风力越大,偏角越大。通过传感器,就可以根据偏角的大小指示出风力。那
19、么风力大小力。那么风力大小F跟金属球的质量跟金属球的质量m、偏角、偏角之间有什么样的关系呢?之间有什么样的关系呢?(重力加速度为重力加速度为g)对点训练对点训练 第3章 5.共点力的平衡人教版(2019)高中物理必修第一册课件(共47张PPT)第3章 5.共点力的平衡人教版(2019)高中物理必修第一册课件(共47张PPT)返回导航第三章相互作用力物理必修 第一册 RJ解析:解析:选取金属球为研究对象,它受到三个力的作用,如图甲所选取金属球为研究对象,它受到三个力的作用,如图甲所示。金属球处于平衡状态,这三个力的合力为零。可用以下四种方法求示。金属球处于平衡状态,这三个力的合力为零。可用以下四
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