2024_2025学年新教材高中物理第三章相互作用第六节共点力的平衡条件及其应用学案粤教版必修第一册.doc
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第六节共点力的平衡条件及其应用
核心素养目标
新课程标准
通过共点力平衡条件的探究，并用平衡条件解决实际问题，使得学生相识到物理与生活休戚相关，同时也服务于生活
1.知道什么是共点力。
2．在二力平衡的基础上，经过试验探究，得出共点力平衡的条件：物体所受合力为零。
3．会用共点力的平衡条件，分析生活和生产中的实际问题，体会物理学学问的实际应用价值
学问点一共点力的平衡
[情境导学]
如图甲、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的示意图。试结合此情境探讨下列问题：
(1)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。
(2)哪些图中的力能求合力？哪些图中的力不能求合力？
提示：图甲、图丁中的力是共点力，可以应用平行四边形定则求合力，图乙、丙中的力不是共点力，不能求合力。
[学问梳理]
1．共点力：假如几个力作用在物体的同一点上，或者几个力的作用线相交于同一点，这几个力就称为共点力。
2．力的合成的平行四边形定则只适用于共点力。
3．平衡状态：物体处于静止或者保持匀速直线运动的状态叫作平衡状态。
4．共点力的平衡：物体假如受到共点力的作用且处于平衡状态，就叫作共点力的平衡。
5．共点力的平衡条件：为了使物体保持平衡状态，作用在物体上的力所必需满意的条件，叫作共点力的平衡条件。
[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)共点力肯定作用在同一物体上。(√)
(3)作用在同一物体上的全部力都是共点力。(×)
(4)做竖直上抛运动的物体所处的状态是平衡状态。(×)
2．(多选)关于共点力，下列说法正确的是()
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交汇于一点，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A错误，B正确。
3．(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，从运动状态来说，物体保持静止或匀速直线运动，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的过程中，汽车的速度在增大或减小，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，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。
学问点二共点力平衡条件的探究及应用
[情境导学]
如图所示，物块A静止在一个倾角θ可变的斜面上，向右拉物块B时，倾角θ就会减小。缓慢减小斜面的倾角θ，相对斜面静止的物块A能看成平衡状态吗？
提示：物块A随着斜面缓慢转动，转动过程中的每一个状态都可以近似看成是平衡状态。
[学问梳理]
1．二力平衡
(1)定义：物体在两个共点力的作用下处于平衡状态。
(2)条件：两个力大小相等、方向相反，作用在同始终线上。
2．三个不在一条直线上的共点力平衡条件的探究
(1)探究过程
器材：汇力圆环、三根一端带小钩的细绳、三个弹簧测力计、毫米刻度尺。
步骤：①如图(a)所示，分别将弹簧测力计连接在三根细绳的末端，使汇力圆环在三根细绳的拉力作用下与平板上的定位圆重合。
②用铅笔在平板上登记这三个拉力的大小和方向。
③在平板上用力的图示法画出这三个力F1、F2、F3，如图(b)所示。
④用力的平行四边形定则作出F1、F2的合力F，如图(c)所示。比较F与F3的大小和方向。作出F2、F3的合力F′，如图(d)所示，或者作出F1、F3的合力F″，如图(e)所示，然后将合力与另外一个力进行比较。
⑤在保证汇力圆环与定位圆重合的前提下，变更三根细绳的拉力大小和方向，重复上述步骤。
(2)试验结论：物体受多个共点力的作用而处于平衡状态时，其平衡条件