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《共点力的平衡》力与平衡PPT课件

《共点力的平衡》力与平衡PPT课件

发布于:2020-05-03 14:12:59

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《共点力的平衡》力与平衡PPT课件

第一部分内容:【学习素养•明目标】

物理观念:1.知道平衡状态和力的平衡的概念.2.了解共点力作用下物体平衡的概念.3.知道共点力的平衡条件.

科学思维:1.会用共点力的平衡条件解答实际问题.2.掌握处理平衡问题的常用方法.

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共点力的平衡PPT,第二部分内容:自主预习探新知

一、共点力作用下物体的平衡条件

1.平衡状态:物体______或做______时所处的状态.

2.共点力作用下物体的平衡条件:物体所受的合力为____,即F合=0.

3.力的平衡

(1)力的平衡:作用在物体上的几个力的合力为______,这种情况称为力的平衡.

(2)二力平衡条件:作用于物体上的两个共点力大小______,方向______,作用在同一直线上.

(3)三力平衡条件:三个共点力平衡时,任意两个力的______必定与______大小相等、方向相反,作用在同一直线上.

二、平衡条件的应用

1.物体的静态平衡:物体在力的作用下处于静止状态,称为静态平衡,处于静态平衡的物体所受的外力的______为零.

2.物体在某方向的平衡:运动的物体在某一方向上所受的______为零时,物体在该方向处于平衡状态.

1.思考判断(正确的打“√”,错误的打“×”)

(1)若一个物体处于平衡状态,则此物体一定处于静止状态.(     )

(2)物体的速度等于零时,物体一定处于平衡状态.(     )

(3)高空中沿直线匀速飞行的飞机处于平衡状态.(     )

(4)百米赛跑时,运动员在起跑的瞬时处于平衡状态.(     )

(5)所受合外力保持恒定的物体处于平衡状态.(     )

2.共点的五个力平衡,则下列说法中不正确的是(  )

A.其中四个力的合力与第五个力等大反向

B.其中三个力的合力与其余的两个力的合力等大反向

C.五个力合力为零

D.撤去其中的三个力,物体一定不平衡

3.如图所示,物块在力F作用下向右沿水平方向匀速运动,则物块受到的摩擦力f与拉力F的合力方向应该是(  )

A.水平向右  B.竖直向上

C.向右偏上  D.向左偏上

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共点力的平衡PPT,第三部分内容:合作探究攻重难

1.从运动学的角度理解平衡状态:平衡的物体处于静止或匀速直线运动状态,此种状态其加速度为零,即处于平衡状态的物体加速度为零;反过来加速度为零的物体一定处于平衡状态.

2.从动力学的角度理解平衡状态:处于平衡状态的物体所受的合外力为零,反过来物体受到的合外力为零,它一定处于平衡状态.

3.静态平衡与动态平衡

(1)静态平衡是处于静止状态的平衡,合力为零.

(2)动态平衡是匀速直线运动状态的平衡,合力为零.

4.平衡状态与力的平衡

【例1】物体受到共点力的作用,则下列说法中正确的是(  )

A.速度在某一时刻等于零的物体一定处于平衡状态

B.相对于另一物体保持静止的物体一定处于平衡状态

C.物体所受合力为零就一定处于平衡状态

D.物体做匀加速运动时一定处于平衡状态

思路点拨:物体是否处于平衡状态,要根据平衡条件(即物体所受的合力是否为零)进行判断.

“静止”与“v=0”的区别

(1)物体保持静止状态:说明v=0,a=0,物体受合外力为零,物体处于平衡状态.

(2)物体运动速度v=0则有两种可能:

①v=0,a≠0,物体受合外力不等于零,物体并不保持静止,处于非平衡状态,如上抛到最高点的物体.

②v=0,a=0,这种情况与(1)中的静止状态一致.

1.关于平衡状态,下列说法正确的是(  )

A.做自由落体运动的物体,在最高点时处于平衡状态

B.木块放在斜面体的斜面上,随斜面体一起向右匀速运动,木块处于平衡状态

C.木块放在斜面体的斜面上,随斜面体一起向右匀加速运动,木块处于平衡状态

D.静止在匀加速运动的列车内的水平桌面上的杯子,处于平衡状态

B [做自由落体运动的物体在最高点时,速度虽为零,但所受合力不为零,不是平衡状态,A错误;木块与斜面体相对静止,若整体做匀速直线运动,则木块处于平衡状态,若整体做匀加速直线运动,则木块也具有加速度,不处于平衡状态,B正确,C错误;列车、桌子与杯子整体做匀加速运动,杯子也具有加速度,不处于平衡状态,D错误.]

共点力的平衡条件及其应用

1.共点力的平衡条件:如果共点力的合力为零,则在两个相互垂直的方向上的合力也必然为零,即Fx合=0,Fy合=0.

2.平衡条件的四个常用推论

(1)二力平衡条件:这两个共点力大小相等、方向相反.

(2)三个力平衡条件:三个共点力平衡时,其中任意两个力的合力一定与第三个力大小相等、方向相反,而且在同一条直线上.

(3)物体在n个共点力同时作用下处于平衡状态时,这些力在任何一个方向上的合力均为零.其中任意(n-1)个力的合力必定与第n个力等值反向,作用在同一直线上.

(4)物体在多个共点力作用下处于平衡状态时,各力首尾相接必构成一个封闭的多边形.

3.处理平衡问题的两点说明

(1)物体受三个力平衡时,利用力的分解法或合成法比较简单.

(2)解平衡问题建立坐标系时应使尽可能多的力与坐标轴重合,需要分解的力尽可能少.物体受四个以上的力作用时一般要采用正交分解法.

共点力平衡问题的解题方法

(1)合成法:物体受三个共点力的作用而平衡,则任意两个力的合力一定与第三个力大小相等,方向相反.

(2)分解法:物体受三个共点力的作用而平衡,将某一个力按力的效果分解,则其分力和其他两个力满足平衡条件.

(3)正交分解法:物体受到三个或三个以上力的作用时,将物体所受的力分解为相互垂直的两组,每组力都满足平衡条件.

(4)力的三角形法:对受三力作用而平衡的物体,将力的矢量图平移使三力组成一个首尾依次相接的矢量三角形,根据正弦定理、余弦定理或相似三角形等数学知识求解未知力.

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共点力的平衡PPT,第四部分内容:当堂达标固双基

1.(多选)下面关于共点力的平衡与平衡条件的说法正确的是(  )

A.如果物体的运动速度为零,则必处于平衡状态

B.如果物体的运动速度大小不变,则必处于平衡状态

C.如果物体处于平衡状态,则物体沿任意方向的合力都必为零

D.如果物体受到三个共点力的作用而处于平衡状态,则任意两个力的合力与第三个力大小相等、方向相反

CD [物体运动速度为零时不一定处于平衡状态,A错误;物体运动速度大小不变、方向变化时,不是做匀速直线运动,一定不是处于平衡状态,B错误;物体处于平衡状态时,合力为零,物体沿任意方向的合力都必为零,C正确;任意两个共点力的合力与第三个力等大反向、合力为零,物体处于平衡状态,D正确.]

2.一个物体放在斜面上,如图所示,当斜面的倾角逐渐增大而物体仍静止在斜面上时,物体所受(  )

A.重力与支持力的合力逐渐增大

B.重力与静摩擦力的合力逐渐增大

C.支持力与静摩擦力的合力逐渐增大

D.重力、支持力和静摩擦力的合力逐渐增大

A [物体静止时,物体受重力mg、支持力N和摩擦力f三个力作用,由正交分解知N=mgcos θ,f=mgsin θ,θ为斜面的倾角.三个力合力为零,重力与支持力的合力与静摩擦力等大反向,倾角变大,静摩擦力变大,A对.重力与静摩擦力的合力与支持力等大反向,倾角变大,支持力变小,B错.支持力与静摩擦力的合力与重力等大反向,保持不变,C错.重力、支持力和静摩擦力的合力始终为零,D错.故选A.]

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