人教版 (2019)必修 第一册5 共点力的平衡授课ppt课件

这是一份人教版 (2019)必修 第一册5 共点力的平衡授课ppt课件，共45页。
关键能力·情境探究达成
知识点一　共点力平衡的条件
知识点二　解答共点力平衡问题的三种常用方法
知识点三　“活结”与“死结”、“活杆”与“死杆”模型
1．平衡状态：物体保持____或____________状态。2．二力平衡条件：作用在同一物体上的两个力，如果________，方向相反，并且在同一条直线上，那么这两个力平衡。3．在共点力的作用下物体平衡的条件是_______。
如图甲中悬挂风景画框的结点O受三个力，乙中的店牌受三个力，丙中的扁担也受三个力。
问题1　观察三幅图中的作用力，哪些是共点力？提示：甲、乙图中都是共点力。丙图中不是共点力。问题2　如何计算图乙中的合力？提示：乙图中的力是共点力，可以应用平行四边形定则求合力。问题3　图甲中的风景画框处于什么状态？所受合力是多少？提示：平衡状态；为零。
2．由平衡条件得出的三个结论
C　[孔明灯向着东北偏上方向匀速上升，即处于平衡状态，则合力为零，由于所受重力方向竖直向下，根据平衡条件，空气的作用力大小F＝mg，方向竖直向上，故C正确。]
[跟进训练]1．(多选)下列关于共点力的平衡与平衡条件的说法正确的是(　　)A．相对静止的两个物体都处于平衡状态B．物体做自由落体运动时处于平衡状态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　[两个物体相对静止可能以相同的速度做变速运动，A错误；物体做自由落体运动时具有加速度，不是平衡状态，B错误；物体处于平衡状态时，满足F合＝0的条件，又因要F合＝0，必须要Fx、Fy同时为零，故物体沿任意方向的合力都必为零，C正确；如果物体受到三个共点力的作用而处于平衡状态，要满足F合＝0的条件，则任意两个力的合力必与第三个力大小相等，方向相反，D正确。]
2．(2022·哈尔滨六中高一检测)如图所示，有一均匀梯子AB斜靠在竖直墙上处于静止状态，假设墙面光滑，地面粗糙，则地面对梯子的作用力可能沿(　　)A．F1的方向　　B．F2的方向C．F3的方向　　　D．F4的方向
B　[对梯子受力分析知，梯子受竖直向下的重力G，墙施加的水平向右的弹力FN，另外地面施加的作用力F，此三力不平行，故三力应共点，如图所示，F应与G、FN交于一点，所以可能的方向是沿F2的方向。]
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力。
问题1　有风时金属球受哪几个力的作用？提示：有风时，它受到三个力的作用：重力mg、水平方向的风力F和金属丝的拉力FT。问题2　小球受到的风力F和拉力FT的合力与重力是什么关系？提示：是平衡力，满足大小相等，方向相反且共线。
问题3　重力产生的作用效果是什么？提示：一是沿着金属丝向左下方拉金属丝，二是沿着水平方向向右拉小球。问题4　如何计算风力大小F跟金属球的质量m、偏角θ之间的关系(试画出受力分析图)提示：可以用合成法、分解法、正交分解法(如图所示)。
1．处理静态平衡问题的常用方法
2．应用共点力静态平衡条件解题的步骤
[跟进训练]3．用绳子将鸟笼挂在一根横梁上，如图所示。若鸟笼重19.6 N，求绳子OA和OB对结点O的拉力。
1．“活结”与“死结”模型(1)“活结”一般是由轻绳跨过光滑滑轮或者绳上挂一光滑挂钩而形成的。绳虽然因“活结”而弯曲，但实际上是同一根绳，所以由“活结”分开的两段绳上弹力的大小一定相等，两段绳合力的方向一定沿这两段绳夹角的平分线。(2)“死结”两侧的绳因结而变成了两根独立的绳，因此由“死结”分开的两段绳上的弹力不一定相等。
2．“活杆”与“死杆”模型(1)“活杆”：即杆用转轴或铰链连接，当杆处于平衡状态时，杆所受到的弹力方向一定沿着杆，否则会引起杆的转动。如图甲所示，若C为转轴，则轻杆在缓慢转动中，弹力方向始终沿杆的方向。
(2)“死杆”：若轻杆被固定不发生转动，则杆所受到的弹力方向不一定沿杆的方向。如图乙所示，水平横梁的一端A插在墙壁内，另一端B装有一个小滑轮，一绳的一端C固定于墙壁上，另一端跨过滑轮后悬挂重物m。滑轮对绳的作用力应为图丙中两段绳中拉力F1和F2的合力F的反作用力，即AB杆弹力的方向不沿杆的方向。
【典例3】　如图甲所示，细绳AD跨过固定的水平轻杆BC右端的轻质光滑定滑轮悬挂一质量为M1的物体，∠ACB＝30°；图乙中轻杆HG一端用铰链固定在竖直墙壁上，另一端G通过细绳EG拉住，EG与水平方向的夹角为30°，在轻杆的G点用细绳GF悬挂一质量为M2的物体(都处于静止状态)，求：
(1)细绳AC段的张力FTAC与细绳EG的张力FTEG之比；(2)轻杆BC对C端的支持力；(3)轻杆HG对G端的支持力。
[跟进训练]5．如图所示为三种形式的吊车的示意图，OA为杆，重力不计，AB为缆绳，当它们吊起相同重物时，杆OA在三图中的受力Fa、Fb、Fc的关系是(　　)A．Fa>Fb>Fc　　　B．Fa>Fc＝FbC．Fa＝Fb>Fc　　　D．Fa＝Fb＝Fc
学习效果·随堂评估自测
1．若某一物体受共点力作用处于平衡状态，则该物体(　　)A．一定是静止的B．一定做匀速直线运动C．所受各共点力的合力可能不为零D．所受各共点力的合力为零
D　[物体处于平衡状态时，物体可能静止或做匀速直线运动，选项A、B错误；此时所受各共点力的合力一定为零，选项C错误，D正确。]