教科版物理一第四章物体的平衡5巧用整体法和隔离法解决共点力平衡问题(讲义)

教科版物理必修一第四章物体的平衡 1 共点力作用下物体的平衡条件（讲义）方向相反，作用在同一条直线上。

（2）三力平衡：如果物体在三个共点力的作用下处于平衡状态，其中任意两个力的合力一定与第三个力大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。

（3）多力平衡：如果物体受多个力作用处于平衡状态，其中任何一个力与其余力的合力大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。

【规律总结】（1）共点的三力平衡时，表示三力的矢量可以形成封闭的矢量三角形。

（2）物体受n 个力处于平衡状态时，其中(n －1)个力的合力一定与剩下的那个力等大反向共线。

（3）物体在三个力作用下处于平衡状态，若两个力的作用线相交于一点，则第三力的作用线必过此交点。

例题1 用质量为M 的吸铁石，将一张质量为m 的白纸压在竖直固定的磁性黑板上。

某同学沿着黑板面，用水平向右的恒力F 轻拉白纸，白纸未移动，则此时黑板对白纸的摩擦力的大小为（ ）A. FB. mgC. 22F mg +（） D. 22F Mg mg ++（） 思路分析：对吸铁石和白纸整体，在垂直于黑板的平面内受磁引力、黑板表面的支持力，在平行于黑板平面内受竖直向下的重力（M ＋m ）g 、水平拉力F和黑板表面的摩擦力f作用，由于纸未被拉动，所以摩擦力为静摩擦力，根据共点力平衡条件可知，摩擦力f与（M＋m）g和F的合力等值反向，因此有f22（）故选项DF Mg mg++正确。

答案：D例题2如图所示，木块受到F1=6N，F2=2N 和摩擦力三个水平方向的力作用，静止在水平面，木块受到的合力（）上，若撤去F1A. 等于零B. 大小为8N，水平向右C. 大小为6N，水平向右D. 大小为4N，水平向左思路分析：以物体为研究对象，受力分析可知，在水平方向上有f=F+F1，解得此时的静摩擦力2f，当撤去F1后，物体在水平方向上受到两个=4N力作用：F2和摩擦力，很明显，此时的摩擦力没有达到最大静摩擦力，与F2平衡，故物体所受合力为零。

重点：纯熟掌握利用图解法解决共点力的动态平衡问题。

难点：掌握图解法适用的条件及三角形定那么的应用。

1. 物体的动态平衡问题“动态平衡〞是指平衡问题中的一局部力是变力，是动态力，力的大小和方向均要发生变化，所以叫动态平衡，这是力平衡问题中的一类难题。

【要点诠释】动态平衡的特征是缓慢挪动。

2. 解动态平衡问题思维导图3. 图解法的适用条件假如物体在三个力作用下处于平衡状态，其中只有一个力的大小和方向不发生变化，而另外两个力中，一个大小、方向均变化；一个只有大小变化，方向不发生变化的情况。

例题1如下图，物体在沿粗糙斜面向上的拉力F作用下处于静止状态。

当F逐渐增大到物体即将相对于斜面向上运动的过程中，斜面对物体的作用力可能〔〕A. 逐渐增大B. 逐渐减小C. 先增大后减小D. 先减小后增大思路分析：因为初始状态拉力F的大小未知，所以斜面对物体的摩擦力大小和方向未知，故在F逐渐增大的过程中，斜面对物体的作用力的变化存在多种可能。

斜面对物体的作用力是斜面对物体的支持力与摩擦力的合力。

因为物体始终保持静止状态，所以斜面对物体的作用力和物体重力G与拉力F的合力是平衡力。

因此，判断斜面对物体的作用力的变化就转化为分析物体的重力G和拉力F的合力的变化。

物体的重力G和拉力F的合力的变化如下图，由图可知，F合可能先减小后增大，也可能逐渐增大。

答案：AD例题2如下图，两根等长的绳子AB和BC吊一重物静止，两根绳子与程度方向夹角均为60°。

现保持绳子AB与程度方向的夹角不变，将绳子BC逐渐缓慢地变化到沿程度方向，在这一过程中，绳子BC的拉力变化情况是〔〕A. 增大B. 先减小，后增大C. 减小D. 先增大，后减小思路分析：题中绳子BC缓慢变化，故属于动态平衡问题。

题中重力为恒力，AB绳上的拉力方向不变，BC绳上的拉力大小、方向均发生变化，满足图解法的适用条件。

对B点受力分析作出力的平行四边形，如图甲所示。

由图可看出，F BC先减小后增大。

教科版物理必修一第四章物体的平衡 5 巧用整体法和隔离法解决共点力平衡问题（讲义）高中物理巧用整体法和隔离法解决共点力平衡问题考点课程目标备注巧用整体法和隔离法解决共点力平衡问题1. 掌握整体法和隔离法的选取原则；2. 熟练掌握对研究对象的受力分析。

在考试中主要以填空、选择、计算等形式出现，试题难度中等。

整体法和隔离法的应用，贯穿了整个高中物理的学习过程。

重点：应用整体法和隔离法解决平衡问题。

难点：掌握整体法和隔离法的选取原则。

两种方法的比较：整体法隔离法研究对象系统单个物体选取原则问题不涉及物体间的内力问题涉及物体间的内力特点只分析这一整体之外的物体对该整体的作用力（外力）只分析该研究对象（单个物体）以外的物体对该对象的作用力只受到OA杆的支持力F和重力，故在P环N向左移动一小段距离后，F保持不变。

N再用隔离法。

对环Q（见下右图）：因OB杆光滑，故细绳拉力F的竖直分量等于环的重T力，即F T cosθ＝mg，当P环向左移动一小段距离时，细绳与竖直方向的夹角θ变小，故细绳的拉力F变小。

故应选B。

T答案：B例题2 如图所示，物块A放在直角三角形斜面体B上面，B放在弹簧上面并紧挨着竖直墙壁，初始时A、B静止。

现用力F沿斜面向上推A，但AB并未运动。

下列说法正确的是（）A. A、B之间的摩擦力可能大小不变B.A、B之间的摩擦力一定变小C. B与墙壁之间可能没有摩擦力D. 弹簧弹力一定不变思路分析：对AB整体来说，由于AB不动，弹簧的形变量不变，则弹簧的弹力不变，开始弹簧的弹力等于A、B的总重力，施加F后，F在竖直方向上有分量，弹簧的弹力不变，总重力不变，根据平衡可知，B与墙之间一定有摩擦力，故C错误，D正确。

对A受力分析，开始时受重力、B对A的支持力和静摩擦力而平衡，A所受的静摩擦力大小为m A gsinα，方向平行于斜面向上，当施加F 后，仍然处于静止，若F＝2m A gsinα，则A、B之间的摩擦力大小可能不变，故A 正确，B 错误。

授课人：授课年级高一课题课时4.1 共点力作用下物体的平衡课程类型新授课课程导学目标目标解读1.知道共点力作用下物体平衡的概念,能叙述共点力作用下物体处于平衡状态的含义。

2.通过三个共点力平衡的实验探究,推出共点力作用下物体的平衡条件,培养提高观察能力和分析推理能力。

3.正确理解共点力平衡的条件,通过分析实例,初步学会利用共点力的平衡条件与物体的受力分析、力的合成和分解等知识解决平衡问题。

学法指导重点讲述共点力作用下物体的平衡条件。

课程导学建议重点难点共点力作用下物体的平衡状态,共点力的平衡条件。

教学建议本节内容需要安排1个课时教学,通过对教材中“图4-1-1”的分析让学生认识到书、小孩、小球这些物体都处于平衡状态,引导学生对其进行受力分析,进而从动力学的角度得出物体的平衡条件。

教学中要注意从学生已学知识出发,采用理论分析和实验探究相结合的方法进行教学。

关于对共点力平衡条件的应用,要选择有代表性的题目进行分析讲解,解题过程中要以学生为主体,引导学生进行受力分析,总结解题思路。

课前准备研读教材，估计学生自主学习过程中可能出现的问题和疑难点，在导学案的基础上根据本班学生学习情况进行二次备课，准备课堂演示的实验器材或视频资料。

导学过程设计程序设计学习内容教师行为学生行为媒体运用新课导入创设情境前面我们学习对物体进行受力分析时,常说要根据物体的平衡与否来判断受力情况。

那什么是物体的平衡状态呢?怎样的物体才能处于平衡状态?平衡状态又有什么特点呢?请同学们看书并思考这些问题,这节课我们就来解决这些问题。

图片展示第一层级研读教材指导学生学会使用双色笔，确保每一位学生处于预习状态。

通读教材，作必要的标注，梳理出本节内容的大致知识体系。

PPT课件呈现学习目标完成学案巡视学生自主学习的进展和学生填写学案的情况。

尽可能多得独立完成学案内容，至少完成第一层级的内容。

结对交流指导、倾听部分学生的交流，初步得出学生预习的效果就学案中基础学习交流的内容与结对学习的同学交流。