受力分析、共点力平衡(必修1)

3.5共点力的平衡〖教材分析〗共点力的平衡在以前的教材中没有单独成章节来学习，是混杂在其它章节内容里分散学习的，正交分解法，也是首次在课本中出现，与初中的知识是没有任何的联系的。

我们要运用等效替代法，结合上节课学习的力按作用效果来分解，引入正交分解法，在此之前先要讲述力的平衡的几种情况，这样正交分解法就可以说成四力平衡，不会太难了。

〖教学目标与核心素养〗物理观念：能够解释平衡状态的含义，并能够判断一个物体所处的状态是否平衡。

科学思维：能够通过实验和练习归纳出应用力的平衡条件解决实际问题的基本步骤和基本方法。

科学探究：能够从物理现象和实验中归纳简单的科学规律。

科学态度与责任：意识到物理规律在现实生活中的重要作用，增强对物理学习的兴趣。

〖教学重点与难点〗重点：1、共点力的平衡条件。

2、使用正交分解法。

难点：1、共点力的平衡条件。

2、应用正交分解法解决实际问题。

〖教学方法〗教师启发引导教学，并辅以问题法、演示法、归纳法等。

〖教学准备〗多媒体课件。

〖教学过程〗一、新课引入通过多媒体课件动图展示：三个人两根竹竿，扛一块大石头，谁更累呢？或许都一样吧。

教学设计说明：把课本的问题变得更加形象。

我们把这块石头的受力分析可以简化，会和课本甲乙丙丁四个图，那个比较接近呢？也许是乙和丙吧。

图甲乙丙丁分别画出了重力为G的木棒在力F1和F2的共同作用下处于平衡状态的情况，这些力都位于同一平面内。

根据每幅图中各个力作用线的关系，可以把上述四种情况的受力分成两类，你认为哪些情况属于同一类？你是根据什么来划分的？根据：平行没有交点。

我们上节课把几个力如果都作用在物体的同一点，或者它们的作用线相交于一点。

叫做共点力。

课本说甲丁就是共点力，根据定义我们容易看得出来丁是共点力，但是甲怎么看出来的？根据作用线相交于一点，我们把甲的作用力的线沿反方向延长，即可看得他们相交于一点。

在生活中常见的共点力很多，如挂足球。

那么顾名思义非共点力，就是它们的作用线是平行的，没有交点。

高一物理必修一知识点笔记高一物理必修一知识点总结受力分析1、受力分析：要根据力的概念，从物体所处的环境与多少物体接触，处于什么场中和运动状态着手，其常规如下：1确定研究对象，并隔离出来;2先画重力，然后弹力、摩擦力，再画电、磁场力;3检查受力图，找出所画力的施力物体，分析结果能否使物体处于题设的运动状态静止或加速，否则必然是多力或漏力;4合力或分力不能重复列为物体所受的力.2、整体法和隔离体法1整体法：就是把几个物体视为一个整体，受力分析时，只分析这一整体之外的物体对整体的作用力，不考虑整体内部之间的相互作用力。

2隔离法：就是把要分析的物体从相关的物体系中假想地隔离出来，只分析该物体以外的物体对该物体的作用力，不考虑物体对其它物体的作用力。

3方法选择所涉及的物理问题是整体与外界作用时，应用整体分析法，可使问题简单明了，而不必考虑内力的作用;当涉及的物理问题是物体间的作用时，要应用隔离分析法，这时原整体中相互作用的内力就会变为各个独立物体的外力。

3、注意事项：正确分析物体的受力情况，是解决力学问题的基础和关键，在具体操作时应注意：1弹力和摩擦力都是产生于相互接触的两个物体之间，因此要从接触点处判断弹力和摩擦力是否存在，如果存在，则根据弹力和摩擦力的方向，画好这两个力.2画受力图时要逐一检查各个力，找不到施力物体的力一定是无中生有的.同时应只画物体的受力，不能把对象对其它物体的施力也画进去.易错现象：1.不能正确判定弹力和摩擦力的有无;2.不能灵活选取研究对象;3.受力分析时受力与施力分不清。

7高一物理必修一知识点总结：共点力作用下物体的平衡1、物体的平衡：物体的平衡有两种情况：一是质点静止或做匀速直线运动;二是物体不转动或匀速转动此时的物体不能看作质点.2、共点力作用下物体的平衡：①平衡状态：静止或匀速直线运动状态，物体的加速度为零.②平衡条件：合力为零，亦即F合=0或∑Fx=0，∑Fy=0a、二力平衡：这两个共点力必然大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。

专题三受力分析共点力的平衡[人教版必修第一册]1．第三章第5节P72页，共点力作用下物体平衡的条件是什么？提示：合力为0。

2．第三章第5节【例1】对小孩进行受力分析时的各力分析顺序能否颠倒？提示：不能，受力分析时先分析场力（重力），再分析接触力（支持力、摩擦力），其中分析接触力时需先分析支持力，再分析摩擦力。

3．第三章第5节【例2】三力的平衡用什么方法解决？提示：①合成法：两个力的合力和第三个力平衡的方法；②正交分解法；③分解法：按作用效果进行分解。

4．第三章第5节P75页【练习与评价T3】如何处理OA段刚被拉断的题目条件？提示：此刻OA段达到最大拉力的临界，即OA段拉力为50N。

5．第三章【复习与提高A组T3】设计一个测量纸跟桌面之间的动摩擦因数的小实验？提示：把纸粘在木块的下表面，使纸跟水平桌面接触，用测力计水平拉木块做匀速运动，测出拉力F与木块的重力G，由F f＝F，F N＝G，则fNF FF Gμ==即可测出。

6．第三章【复习与提高B组T7】为什么拔河时身体要往后倾倒，跟地面的夹角很小？提示：拔河时，可以认为静止的运动员受到重力G、水平方向绳子的拉力F T和地面对运动员的作用力F这三个共点力作用而处于平衡，F的水平分力为静摩擦力F f，竖直分量为地面支持力F N。

当绳子上的拉力增大时，人要不被拉动，要求静摩擦力也增大。

由于共点力平衡可知，由于F N＝G是不变的，F与地面的夹角越小，F f就越大，因此人要往后倾倒。

考点一物体的受力分析受力分析:1．受力分析的一般顺序2．受力分析的方法步骤题型一单个物体的受力分析如图所示，物体A在竖直向上的拉力F的作用下能静止在斜面上，关于A受力的个数，下列说法中正确的是（）A．A一定受两个力作用B．A一定受四个力作用C．A可能受三个力作用D．A受两个力或者四个力作用D若拉力F大小等于物体的重力，则物体与斜面没有相互作用力，所以物体就只受到两个力作用；若拉力F小于物体的重力，则斜面对物体产生支持力和静摩擦力，故物体应受到四个力作用。

高一物理必修一第二章知识点笔记物理高一必修一知识点：运动学的基本概念、自由落体运动，竖直上抛运动、运动的图象运动的相遇和追及问题、力重力弹力摩擦力、力的合成和分解、受力分析、共点力作用下物体的平衡、牛顿运动三定律、牛顿运动定律的应用。

运动学的基本概念1、参考系：叙述一个物体的运动时，LSU做为标准的的另外的物体。

运动是绝对的，静止是相对的。

一个物体是运动的还是静止的，都是相对于参考系在而言的。

参考系的挑选就是任一的，被选为参考系的物体，我们假设它就是恒定的。

挑选相同的物体做为参考系，可能将得出结论相同的结论，但挑选时必须并使运动的叙述尽量的直观。

通常以地面为参考系。

2、质点：①定义：用来代替物体的有质量的点。

质点是一种理想化的模型，是科学的抽象。

②物体可以看作质点的条件：研究物体的运动时，物体的大小和形状对研究结果的影响可以忽略。

且物体若想看作质点，必须具体内容问题具体分析。

③物体可被看做质点的几种情况:(1)对应状态的物体通常可以视作质点.(2)有转动但相对平动而言可以忽略时，也可以把物体视为质点.(3)同一物体，有时可以看作质点，有时无法.当物体本身的大小对所研究问题的影响无法忽略时，无法把物体看作质点，反之，则可以.注(1)不能以物体的大小和形状为标准来判断物体是否可以看做质点，关键要看所研究问题的性质.当物体的大小和形状对所研究的问题的影响可以忽略不计时，物体可视为质点.(2)质点并不是质量不大的点，必须区别于几何学中的“点”.3、时间和时刻：时刻就是所指某一瞬间，用时间轴上的一个点去则表示，它与状态量相对应当;时间就是指初始时刻至中止时刻之间的间隔，用时间轴上的一段线段去则表示，它与过程量相对应当。

4、位移和路程：加速度用以叙述质点边线的变化，就是质点的由初边线指向末边线的存有向线段，就是矢量;路程是质点运动轨迹的长度，是标量。

5、速度：用来描述质点运动快慢和方向的物理量，是矢量。

(1)平均速度：就是加速度与通过这段加速度所用时间的比值，其定义式为，方向与加速度的方向相同。

《受力分析共点力的平衡》教案一、教学目标1. 让学生理解受力分析的概念，掌握受力分析的方法。

2. 让学生了解共点力的概念，理解共点力的平衡条件。

3. 培养学生运用受力分析和共点力平衡条件解决实际问题的能力。

二、教学内容1. 受力分析的概念和方法2. 共点力的概念3. 共点力的平衡条件4. 共点力平衡条件的应用5. 实际问题分析与解决三、教学重点与难点1. 教学重点：受力分析的方法，共点力的平衡条件，共点力平衡条件的应用。

2. 教学难点：受力分析的准确性，共点力平衡条件的灵活运用。

四、教学方法与手段1. 采用问题驱动的教学方法，引导学生主动思考、探究问题。

2. 利用多媒体课件，生动展示受力分析和共点力平衡的原理和应用。

3. 结合实物模型和示意图，帮助学生直观理解受力分析和共点力平衡的概念。

4. 进行分组讨论和实验操作，提高学生的实践能力和团队协作能力。

五、教学安排1. 第一课时：受力分析的概念和方法2. 第二课时：共点力的概念和共点力的平衡条件3. 第三课时：共点力平衡条件的应用4. 第四课时：实际问题分析与解决【课堂导入】（引入受力分析的概念，通过展示实例或问题，引发学生对受力分析的兴趣和思考。

）【新课内容】1. 受力分析的概念和方法（1）受力分析的定义（2）受力分析的方法和步骤（3）受力分析的注意事项2. 共点力的概念（1）共点力的定义（2）共点力的特点3. 共点力的平衡条件（1）共点力平衡的定义（2）共点力平衡的条件【课堂练习】（给出一些简单的受力分析和共点力平衡的问题，让学生进行练习，巩固所学知识。

）【课堂小结】【课后作业】（布置一些有关受力分析和共点力平衡的应用题，让学生进行进一步的练习和思考。

）六、教学活动设计1. 受力分析实例展示：通过展示实例，让学生了解受力分析的概念和方法，引导学生主动思考、探究问题。

2. 共点力平衡条件讨论：让学生分组讨论共点力的平衡条件，鼓励学生提出自己的观点和见解，培养学生的团队协作能力。

共点力的平衡教学设计【教材版本】选自人教版高中物理必修第一册第三章第五节。

【设计理念】1.激发兴趣：在高中阶段，不少学生感觉物理是一门理论性很强且枯燥的学科，因此要创设一定的物理情景从而激发学生的学习兴趣。

在本节课的教学过程中，通过播放杂技演员走钢丝视频，让学生置身于物理情景之中，激发他们的学习兴趣。

2.自主探究：本节课引导学生自主进行实验探究，得出共点力平衡的应用。

采取如下步骤：提出方案——实验探究——理论验证——解决问题。

在此过程中，充分体现以教师为主导、学生为主体的新课程理念，激发学生自主学习，培养其动手、独立思考的能力，培养其形成严谨认真、实事求是的科学态度。

在此过程中注重物理学科本质的体现，培养学生科学探究能力。

3.联系生活：本节课选取阿迪力走钢丝、小虫爬出半球形碗两道例题，目的在于加强物理知识与实际生活场景的联系，并使学生认识到物理与生活密切相关，提高学生将物理知识应用到解决实际问题的意识。

4.注重归纳：在中学物理课程的学习中，物理规律的应用是一大难点，也是学生们比较头疼的地方。

在讲解两道例题的过程中，注重引导物理模型的构建；讲解完毕之后，对例题的解题思路进行归纳总结，并将解口诀，促进学生科学思维能力的发展。

【教材分析】《共点力平衡条件应用》一节的内容主要为共点力平衡条件以及应用，涉及共点力的概念、平衡状态、力的合成及分解及数学运算知识等综合知识的应用，是高中阶段动力学的基础，是连接运动和力的重要环节，并且是之后运动和力、机械能守恒、电磁学的学习的基础，起到承上启下的作用。

2017年新课程标准对本节内容的要求为“能用共点力的平衡条件分析生产生活中的问题，”故应用共点力的平衡条件解决实际问题为本节的重点和难点。

教材中通过“问题”，引入物体受共点力平衡情况。

再通过之前力的合成与分解知识，得到共点力平衡条件。

之后，教材分别列举了两道例题，其中例题1对应新课标的要求，选取了生活中小孩坐滑梯的场景，以匀速下滑的小孩为研究对象；例题2研究了静止的被细绳悬挂的重物。

高一上物理共点力作用下的平衡专题及3种受力分析方法姓名：___________ 班级：___________一、物体受两个力平衡（即二力平衡），这两个力大小相等，方向相反。

二、如果物体受三个力平衡：（1）其中两个力的合力与第三个力等大反向则平衡。

（合成法）（分解法）（2）也可以分解第三个力，让被分解的这两个力与其余两个力分别抵消，则三个力就平衡。

（3）如果三个力首位依次相连可以组成一个封闭的三角形，则这三个力也是合力为零，即平衡。

这个方法称为三角形法，这个方法是最优的求静态平衡和动态平衡的方法。

（正交分解）（4）如果物体受三个或三个以上的力平衡，一般用正交分解法，建立直角坐标系时，尽量使更多的力落在坐标轴上，让后把不在坐标轴上的力分解到坐标轴上，如果最后x轴，y轴合力都分别为零，则物体整体合力为零，即平衡。

正交分解不用按力的效果分解。

三、静态平衡：1．（多选）如图所示，竖直放置的轻弹簧一端固定在地面上，另一端与斜面体P相连，P与斜放在其上固定的挡板MN接触且处于静止状态，则斜面体P此刻受到的外力的个数有可能是（）A．2个B．3个C．4个D．5个2．（斜面上的物体所受摩擦力的问题要特别注意多解性）如图，斜面A放在水平地面上．物块B放在斜面上，有一水平力F作用在B上时，A、B均保持静止．A受到水平地面的静摩擦力为f1，B受到A的静摩擦力为f2，现使F逐渐增大，但仍使A、B处于静止状态，则（）A．f1一定增大B．f1、f2都不一定增大C．f1、f2均增大D．f2一定增大3．一质量为m的物块恰好静止在倾角为θ的斜面上。

现对物块施加一个竖直向下的恒力F，如图所示。

则物块（）A．仍处于静止状态B．沿斜面加速下滑C．受到的摩擦力不变D．受到的合外力增大4．如图所示，光滑半球形容器固定在水平面上，O为球心，一质量为m的小滑块，在水平力F的作用下静止于P点。

设滑块所受支持力为F N，OP与水平方向的夹角为θ．下列关系正确的是（）A．F＝mgsinθB．F＝mgcosθC．F N＝D．F N＝mgtanθ5．如图，滑块A置于水平地面上，滑块B在一水平力作用下紧靠滑块A（A、B接触面竖直），此时A恰好不滑动，B刚好不下滑。

共点力平衡问题归纳一 知识要点：1、平衡状态：静止或匀速直线运动，“缓慢”意味着每个过程可以看作平衡状态。

2、规律：0=合F 。

3、推论：①两个力处于平衡状态则这两个力等大反向。

②三个力处于平衡状态则其中任意两个力的合力与第三个力等大反向。

③N 个力处于平衡状态则其中任意一个力与剩余）（1-N 个力的合力等大反向。

4、解法：①力的合成法②力的正交分解法③正弦定理（拉米定理）法④相似三角形法⑤矢量三角形图解法二 三力静态平衡题型分类1、三个力中，有两个力互相垂直，第三个力角度（方向）已知。

方法：力的合成与分解。

【例题】如图所示，光滑半球形容器固定在水平面上，O 为球心，一质量为m 的小滑块，在水平力F 的作用下静止P 点。

设滑块所受支持力为N F 。

OF 与水平方向的夹角为θ。

下列关系正确的是A ．θtan mg F =B ．θtan mg F =C ． θtan mg F N =D ．θtan mg F N =2、三个力互相不垂直，但夹角（方向）已知 方法：正交分解法或正弦定理【例题】如图所示，一个半球形的碗放在桌面上，碗口水平，O 点为其球心，碗的内表面及碗口是光滑的．一根细线跨在碗口上，线的两端分别系有质量为m 1和m 2的小球．当它们处于平衡状态时，质量为m 1的小球与O 点的连线与水平线的夹角为α=60°两小球的质量比为2m ：1m 为（ ）A ．33B ．32C ．23D ．223、三个力互相不垂直，且夹角（方向）未知但存在几何边长的变化关系。

方法：相似三角形法【例题】如图所示，表面光滑为R 的半球固定在水平地面上，球心O 的正上方O ˊ处有一个无摩擦定滑轮，轻质细绳两端各系一个小球挂在定滑轮上，两小球平衡时，若滑轮两侧细绳的长度分别为R l 4.22=，R l 5.21=.则这两个小球的质量之比1m ∶2m 为(不计小球大小)A ．24∶1B ．25∶1C ．24∶25D ．25∶24三 三力动态平衡题型分类题型一 特点： 1、三个力中，有一个力为恒力（大小方向均不变）2、另一个力方向不变，大小可变，3、第三个力大小方向均可变，方法：矢量三角形法分析第三个力的方向变化引起的物体受力的动态变化情况。