高一物理配套课件：第4章 第1节《共点力作用下物体的平衡》（教科版必修1）

欢迎进入物理课堂 第四章物体的平衡 第一节 1 知道共点力的概念 2 知道物体的平衡状态 3 通过实验寻找共点力的平衡条件 一 共点力作用下物体的平衡状态1 平衡状态 物体在共点力的作用下 保持或做的状态 2 举例 光滑水平面上匀速滑动的物块 沿斜面匀速下滑的木箱 天花板上悬挂的吊灯等 静止 匀速直线运动 物体保持静止与物体在某一时刻的速度为零是一回事吗 都是处于平衡状态吗 提示 不是 若物体某一时刻速度为零而合力不为零 则不是平衡状态 二 共点力作用下物体的平衡条件1 实验探究如图甲所示 将三个弹簧测力计放在同一个平面内 并将三个弹簧测力计的挂钩挂在同一物体上 先将其中的两个成某一角度 固定起来 然后用手拉第三个弹簧测力计 平衡时分别记下三个弹簧测力计的示数及作用力的方向 并按各力的大小 方向作出力的图示 根据力的平行四边形定则 看看这三个力有什么关系 注意 不宜过大或过小 由图乙可以看出 其中两个力的合力与第三个力大小 方向 相等 相反 2 实验结论物体在三个共点力作用下的平衡条件是 任意两个力的与第三个力大小 方向 且在 即这三个共点力的合力为零 3 平衡条件 物体所受的为零 即 0 或F合x 0 F合y 0 合力 相等 相反 同一平 面内 合外力 F合 2 由平衡条件得出的结论 1 物体在两个力作用下处于平衡状态 则这两个力必定等大反向 是一对平衡力 2 物体在三个共点力作用下处于平衡状态时 任意两个力的合力与第三个力等大反向 3 物体受N个共点力作用处于平衡状态时 其中任意一个力与剩余 N 1 个力的合力一定等大反向 4 当物体处于平衡状态时 沿任意方向物体所受的合力均为零 平衡状态的判断 物体在共点力作用下 下列说法正确的是A 物体的速度在某一时刻等于零时 物体就一定处于平衡状态B 物体相对另一物体保持静止时 一定处于平衡状态C 物体所受合力为零时 就一定处于平衡状态D 物体做匀加速直线运动时 物体处于平衡状态 思路点拨 判断物体是否处于平衡状态的依据是F合 0或物体的加速度a 0 只要F合 0或a 0 物体一定处于平衡状态 物体处于静止状态和物体的速度等于零不是一回事 若v 0 F合 0 则物体处于平衡状态 而在v 0的时刻 F合不一定等于零 物体不一定处于平衡状态 解析 本题考查了对平衡状态的理解与判断 处于平衡状态的物体 从运动形式上看处于静止或匀速直线运动状态 从受力上看 物体所受合力为零 某一时刻速度为零的物体 其受力不一定为零 故不一定处于平衡状态 选项A错误 物体相对于另一物体静止时 该物体不一定静止 如当另一物体做变速运动时 该物体也做变速运动 处于非平衡状态 故选项B错误 选项C正确 物体做匀加速直线运动 所受合力不为零 故不是平衡状态 选项D错误 答案 C 针对训练 1 一个物体处于平衡状态 下列说法正确的是 A 该物体一定处于静止状态B 如果该物体受到力的作用 则它所受外力的合力等于零C 该物体可能有很大的速度D 该物体一定不受力解析 平衡状态是指物体处于静止或匀速直线运动 此时物体所受到的合力为零 答案 BC 用平衡条件解决问题 如图所示 质量为m的物体受到推力F作用 沿水平方向做匀速直线运动 已知推力F与水平面的夹角为 物体与地面间的动摩擦因数为 则物体所受的摩擦力大小为A Fcos B mgC Fsin D mg Fsin 解析 物体做匀速直线运动 处于平衡状态 物体在运动过程中受力如图 由平衡条件可知 f Fcos 选项A正确 由公式f FN可知 f mg Fsin 故选项D正确 选项B C错误 答案 AD 针对训练 2 例2中若力F与水平面的夹角 斜向上 物体做匀速直线运动 求 1 物体所受的摩擦力 2 拉力F与摩擦力f的合力方向如何 解析 1 物体受力如图所示 由平衡条件得f Fcos FN Fsin mg 0又f FN故f mg Fsin Fcos 2 物体受重力 支持力 拉力 摩擦力作用处于平衡状态 其合力为零 由于重力和支持力的合力沿竖直方向可知 拉力F和摩擦力的合力一定沿竖直方向向上 答案 见解析 误区 解决平衡问题时 对静摩擦力的变化分析不够导致错误 典型例题 如图所示 物体m静止在倾角为 的斜面上 用水平力F推物体m 若F由零稍微增大一些 但m仍静止 则A 物体m受到的静摩擦力一定减小B 物体m受到的合外力不变C 斜面受到的压力增大D 物体m对斜面的静摩擦力一定增大 尝试解答 当物体不受F作用时 由受力分析可知 沿斜面方向 有摩擦力Ff mgsin 沿垂直斜面方向 斜面对物体的支持力FN mgcos 当水平力F作用于物体m上并由零稍微增大后 物体仍静止 所受合外力为零 故选项B正确 由分析知 Ff Fcos mgsin FN Fsin mgcos 因而 当F稍微增大一些时 FN必增大 斜面受到的正压力增大 选项C正确 F开始增大 Ff减小 当F增大到Fcos mgsin 时 Ff 0 当F继续增大时 物体m相对于斜面有向上的运动趋势 故静摩擦力改变方向 此时沿斜面方向上平衡方程变为 Fcos mgsin Ff 当F继续增大时 Ff亦继续增大 直至物体开始滑动 故选项A D错误 选项B C正确 答案BC 误区警示 本题易多选A项或者D项 误认为初状态摩擦力沿斜面向上 F增大 摩擦力减小 误选A项 若误认为摩擦力沿斜面向下 F增大 摩擦力增大 误选D项 其实要确定初状态摩擦力方向 须比较Fcos 与mgsin 关系 静摩擦力方向与大小随外力变化而变化 一定要结合物体的受力情况和状态来进行受力分析 谢谢观看 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全