2024_2025学年新教材高中物理第三章相互作用__力第5节共点力的平衡学案新人教版必修第一册.doc
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第5节共点力的平衡
物理
观念
通过阅读课本，知道什么是共点力，理解共点力平衡的条件。
科学
思维
(1)能利用合成法、分解法、图解法解决三力平衡及动态平衡问题。
(2)能利用正交分解法处理多力平衡及动态平衡问题。
学问点一共点力
[情境导学]
图甲、乙、丙、丁分别画出了重力为G的木棒在力F1和F2的共同作用下处于静止状态。
视察四个图中的作用力的作用点的特点，找出它们的区分，总结什么是共点力。
提示：图丁中，三个力共同作用在同一点上；图甲中，三个力虽然不作用在同一点上，但它们的延长线交于一点，具有以上两个特点的力叫作共点力。
图乙、丙中的力不但没有作用在同一点上，它们的延长线也不能交于一点，所以不是共点力。
[学问梳理]
1．定义：假如一个物体受到两个或更多个力的作用，这些力共同作用在同一点上，或者虽不作用在同一点上，但它们的延长线交于一点，这样的一组力叫作共点力。
2．力的合成的平行四边形定则只适用于共点力。
[初试小题]
1．推断正误。
(1)共点力肯定作用于物体上的同一点。(×)
(2)共点力肯定作用于同一物体上。(√)
(3)作用于同一物体上的全部力都是共点力。(×)
(4)作用于不同物体上的两个力，只要作用线交于一点，就可以进行力的合成。(×)
2．[多选]关于共点力，下列说法中正确的是()
A．作用在一个物体上的两个力，假如大小相等，方向相反，那么这两个力是共点力
B．作用在一个物体上的两个力，假如是一对平衡力，那么这两个力是共点力
C．作用在一个物体上的几个力，假如它们的作用点不在同一点上，那么这几个力也可能是共点力
D．作用在一个物体上的几个力，假如它们的作用线可以汇交于一点，那么这几个力是共点力
解析：选BCD作用在一个物体上的几个力，假如作用在物体的同一点或者虽不作用在物体的同一点，但力的作用线交汇于一点，那么这几个力是共点力，所以选项C、D正确；大小相等、方向相反的力不肯定作用在同一点，但一对平衡力必作用于同一物体的同始终线上，是共点力，所以选项A错误，选项B正确。
学问点二共点力平衡的条件
[情境导学]
如图所示，斧子、酒瓶处于静止状态，它们的加速度是多少？所受合力是多少？
提示：加速度为零；所受合力为零。
[学问梳理]
1．平衡状态：物体保持静止或匀速直线运动状态。
2．平衡条件：合力为0。
[初试小题]
1．推断正误。
(1)竖直上抛的物体上升至最高点时v＝0，是平衡状态。(×)
(2)物体的a＝0，则物体肯定处于静止状态。(×)
(3)物体的速度很大，则F合可能很大。(√)
(4)在高空高速匀速飞行的飞机上，乘客所受合力为零。(√)
2．[多选]下列实例中的物体处于平衡状态的是()
A．“神舟”号飞船匀速落到地面的过程
B．汽车在水平路面上启动或刹车的过程
C．汽车停在斜坡上不动
D．竖直上抛的物体在到达最高点的那一瞬间
解析：选AC物体处于平衡状态，从运动状态上来说，物体保持静止或匀速直线运动；从受力状况上来说，其所受合力为0。“神舟”号飞船匀速落到地面的过程中，飞船处于平衡状态，A正确；汽车在水平路面上启动或刹车过程中，汽车的速度在增大或减小，其加速度不为0，其所受合力不为0，所以汽车不是处于平衡状态，B错误；汽车停在斜坡上不动，速度和加速度均为0，其所受合力为0，保持静止状态不变，汽车处于平衡状态，C正确；竖直上抛的物体在到达最高点时，只是速度为0而加速度为g，物体不是处于平衡状态，D错误。
对平衡条件的理解及应用
[问题探究]
如图所示，甲图中的鸟在几个力的作用下处于静止状态；乙图中的飞机在水平方向上做匀速直线运动；丙图中的照相机静止在三脚架上。
上述三个物体均在多个共点力作用下处于平衡状态，它们各自所受的作用力应满意什么条件？
提示：物体所受的合力为零，物体将保持平衡状态。
[要点归纳]
1．共点力的平衡条件：F合＝0?正交法表示eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(Fx＝0，,Fy＝0。))
其中Fx和Fy分别表示物体在x轴和y轴上所受的合力。
2．平衡条件的推论
(1)二力平衡：若物体在两个力作用下处于平衡状态，则这两个力肯定等大、反向。
(2)三力平衡：若物体在三个共点力作用下处于平衡状态，则随意两个力的合力与第三个力等大、反向?表示三个力的有向线段首尾相接肯定组成闭合的三角形，如图所示。
(3)多力平衡：若物体在n个共点力作用下处于平衡状态，则其中随意一个力必定与另外(n－1)个力的合力等大、反向。
[例题1]重力为G的体操运动员在进行自由体操竞赛时，有如图所示的竞赛动作，当运动员竖直倒立保持静止状态时，两手臂对称支撑，夹角为θ，则()
A．当θ＝60°时，运动员单手对地面的压力大小为eq\f(G,