力的平衡教學

魯科版必修1第5章第3節(jié)力的平衡預習思考題

:問1、什么是共點力？怎么求共點力的合力？問2、什么是平衡狀態(tài)？速度為零的物體一定處于平衡狀態(tài)嗎？請舉例說明。問3、初中學過的二力平衡的條件是什么？預習思考題：答1：如果幾個力作用在同一個點上，或者作用線交于一點則稱這幾個力叫共點力。求共點力的合力一般用平行四邊形法則和正交分解法。答2：物體保持靜止或勻速直線運動的狀態(tài)叫做平衡狀態(tài)。速度為零的物體不一定處于平衡狀態(tài)。答3：二力平衡的條件：作用在同一物體上的兩個力大小相等，方向相反，作用在同一直線上。（一）平衡狀態(tài)定義：物體保持靜止或勻速直線運動的狀態(tài)。物體保持靜止的平衡狀態(tài)也叫靜態(tài)平衡物體保持勻速直線運動的狀態(tài)也叫動態(tài)平衡討論與交流：

飛機從起飛，到以一定的速度平穩(wěn)飛行，再到降落，最后停在機場。全過程中哪些階段飛機是處于平衡狀態(tài)？

分階段分析：起飛時，加速運動，a≠0,非平衡狀態(tài)；平穩(wěn)飛行時，勻速運動，a=0，平衡狀態(tài)；降落時，減速運動，a≠0，非平衡狀態(tài)；停止時，保持靜止，a=0，平衡狀態(tài)。以下圖中哪些物體處于平衡狀態(tài)？這些物體各受到幾個力？圖1加速上升的火箭圖2靜止的碗圖3兩人勻速向上拉起的牌匾圖4沿水平地面勻速拉動的皮箱（二）共點力作用下物體的平衡條件只有物體所受到的力平衡才能處于平衡狀態(tài)

物體平衡是力平衡的體現(xiàn)1、二力平衡的條件

作用在同一物體上，同一直線上，大小相等，方向相反。兩個力的合力等于零

2、由慣性定律可知物體不受外力的時候也保持平衡

不受力和受合力為零等效

3、三個共點力的平衡條件:F合=0三個共點力的平衡條件實驗探究猜想假設實驗設計收集證據(jù)驗證猜想探究三個共點力的平衡條件猜想假設：三個共點力平衡要滿足F合=0[實驗器材]：木板一塊、兩個彈簧秤、細繩三段、鉤碼一組、白紙、鉛筆、尺、量角器、圖釘若干[實驗方案設計]

：根據(jù)這些器材分組討論一下，怎樣讓一個物體三力平衡？平衡有兩種狀態(tài)靜止和勻速，要測量哪種狀態(tài)？要測量哪些物理量？要用哪些器材？三個共點力的平衡條件實驗探究實驗設計方案一：用兩個彈簧秤豎直拉著鉤碼，使鉤碼保持靜止，鉤碼就是在兩個拉力和重力作用下的三力平衡（如圖1所示）并作好力的圖示，才能表現(xiàn)出三個力之間的關系ABC圖1器材：兩個彈簧秤、鉤碼、兩根細繩、木板、白紙和圖釘、鉛筆、量角器、尺子。

彈簧秤的拉力就會偏離彈簧秤的軸線方向，且彈簧秤還有自重，造成誤差。不足：

三個共點力的平衡條件實驗探究實驗設計方案二把木板放在水平面上，采用三個彈簧秤拉同一個結點，使得結點處于靜止（如圖2所示）并作好力的圖示，才能表現(xiàn)出三個力之間的關系。

ABC圖2器材：兩個彈簧秤、三根細繩、木板、白紙和圖釘、鉛筆、量角器、尺子。

力的合成法力的分解法力的三角形法三個共點力的平衡條件實驗探究力的合成法：任意兩個力的合力與第三個力大小相等而方向相反。F1F2F3F12三個共點力的平衡條件實驗探究力的分解法：任意一個力沿其余兩個力的方向分解，其分力與其余兩個力等大而反向。F1F2F3F32F31三個共點力的平衡條件實驗探究力的三角形法平移三個力構成閉合的三角形。F1F3F2（二）共點力作用下物體的平衡條件3、三個共點力的平衡條件：三個共點力合力為零其中任意一個力與其它兩個力的合力大小相等、方向相反作用在同一直線上。4、n個共點力的平衡條件：n個力的合力為零其中任意（n-1)個力的合力與第n個力大小相等，方向相反，作用在同一直線上。（三）物體平衡條件的應用例：用繩子將鳥籠靜止地掛在一根棟梁上，OA與橫梁的夾角600，OA與OB垂直，如圖所示。若鳥籠重為19.6N。求⑴繩子OC對鳥籠的拉力；⑵繩子OA和OB對結點O的拉力。例：用繩子將鳥籠靜止地掛在一根棟梁上，OA與橫梁的夾角600，OA與OB垂直，如圖所示。若鳥籠重為19.6N。求⑴繩子OC對鳥籠的拉力；⑵繩子OA和OB對結點O的拉力。解：⑴由鳥籠靜止受力分析如圖由二力平衡得OC對鳥籠的拉力T=G=19.6N⑵對結點分析由共點力的平衡得：Ｆ12＝Ｔ＝G由三角函數(shù)關系得F1=F12cos600=Gcos600F2=F12sin600=Gsin600

代入數(shù)據(jù)，可解得：F1=9.8N,F2≈16.97N析狀態(tài)定對象表依據(jù)F2F12600F1受力分析（三）物體平衡條件的應用共點力平衡條件應用解題的基本步驟：1、確定研究對象。研究對象可以是單個物體也可以是多個物體組成的整體。2、分析研究對象的狀態(tài)。判斷是否平衡，是靜止還是勻速。3、對研究