《受力分析共点力的平衡》教案

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第4讲受力分析 共点力的平衡

考纲下载：共点力的平衡(Ⅱ)

主干知识·练中回扣——忆教材 夯基提能

1．受力分析

(1)定义：把指定物体(研究对象)在特定的物理环境中受到的所有外力都找出来，并画出受力示意图的过程。

(2)受力分析的一般顺序

先分析场力(重力、电场力、磁场力)，再分析接触力(弹力、摩擦力)，最后分析其他力。

2．共点力的平衡

(1)平衡状态：物体处于静止状态或匀速直线运动状态，即a＝0。

(2)平衡条件：F合＝0或Fy＝0Fx＝0。

(3)平衡条件的推论

①二力平衡：如果物体在两个共点力的作用下处于平衡状态，这两个力必定大小相等，方向相反。

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，其中任何一个力与其余两个力的合力大小相等，方向相反；并且这三个力的矢量可以形成一个矢量三角形。

③多力平衡：如果物体在多个共点力的作用下处于平衡状态，其中任何一个力与其余几个力的合力大小相等，方向相反。

巩固小练

1．判断正误

(1)物体沿光滑斜面下滑时，物体受到重力、支持力和下滑力的作用力。( )

(2)对物体进行受力分析时不用区分外力与内力，两者都要同时分析。( )

(3)物体的速度为零即处于平衡状态。( )

(4)物体受两个力处于平衡状态，这两个力必定等大反向。( )

(5)三个力F1、F2、F3平衡，若将F1转动180°时，三个力的合力大小为2F1。( )

[受力分析]

2.

[多选]如图所示，竖直放置的轻弹簧的一端固定在地面上，另一端与斜面体P连接，P与斜放的固定挡板MN接触且处于静止状态，弹簧处于竖直方向，则斜面体P此刻受到外力的个数可能为(

)

A．2个 B．3个 C．4个 D．5个

[共点力的平衡]

3.如图为喜庆节日里挂的灯笼，由于天气刮风，重量为G的灯笼向右飘起，设风对灯笼的作用力F恒定，灯笼看成质点。在某一时刻灯笼偏离竖直方向的角度恒为θ，设轻绳对灯笼的拉力为FT。下列说法正确的是(

.

. 受力分析 共点力平衡

知识点一、受力分析

一、定义：

把指定物体(研究对象)在特定的物理环境中受到的所有外力都找出来，并画出受力示意图的过程．

二、受力分析的两条基本原则：

1、只分析物体受到的力，不能把研究对象对外界物体施加的力也画在受力图上。

2、只研究物体所受共点力的情况，只有共点力才能利用平行四边形定则和三角形定则进行合成与分解，所以受力分析时，应注意所有力的作用点都是同一点。

三、受力分析的一般顺序

①明确研究对象，并将它从周围的环境中隔离出来，以避免混淆．由于解题的需要，研究的对象可以是质点、结点、单个物体或物体系统．

②按顺序分析物体所受的力．一般遵守“主动力和运动状态决定被动力”的基本原则，按照场力（重力、电场力、磁场力）、接触力（弹力、摩擦力）、已知外力的顺序进行分析，要养成按顺序分析力的习惯，就不容易漏掉某个力．

③正确画出物体受力示意图．画每个力时不要求严格按比例画出每个力的大小，但方向必须画准确．一般要采用隔离法分别画出每一个研究对象的受力示意图，以避免发生混乱．

④检查．防止错画力、多画力和漏画力．

四、受力分析的基本方法

1、条件法

（1）受力分析时，当不明确一个力是否存在，可以通过分析这个力的产生条件判断该力是否存在；

（2）根据力与力之间的关系性进行判断，比如有摩擦力是一定存在弹力；

（3）根据物体的运动状态确定力是否存在，即主动力和运动状态决定被动力。

1、如图所示，一物体在粗糙水平地面上受斜向上的恒定拉力F作用而做匀速直线运动，则下列说法正确的是 ( )

A．物体可能只受两个力作用 B．物体可能受三个力作用

C．物体可能不受摩擦力作用 D．物体一定受四个力 .

. 2、如图所示，光滑斜面上有两个叠放在一起的物体A、B，A跟光滑竖直墙壁接触，B跟墙壁不接触，两物体均处于静止状态，试画出A、B两物体的受力图.

3、如图所示，在水平力F作用下，A、B保持静止．若A与B的接触面是水平的，且F≠0. 则关于B的受力个数可能为( )

高三物理 受力分析 共点力的平衡（1）

受力分析：

【例1】

如图4所示，物体A靠在竖直墙面上，在力F的作用下，A、B保持静止．物体A的受力个数为( )

A．2 B．3 C．4 D．5

练习：书27页例1

处理共点力平衡问题常用的方法

1.三角形法

物体受三个力作用而平衡时，其中任意两个力的合力必与第三个力等大反向．可利用力的平行四边形定则，画出矢量三角形，然后利用三角函数、勾股定理、相似三角形等数学知识求解．

（1）直角三角形

如果共点的三个力平衡，且三个力构成直角三角形，则可根据三角形的边角关系，利用三角函数或勾股定理求解．

【例2】 (2009·山东理综·16)如图6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FN，OP与水平方向的夹角为θ.下列关系正确的是( )

A．F＝mgtan

θ

B．F＝mgtan θ

C．FN＝mgtan θ D．FN＝mgtan θ

[针对训练] (2009·浙江理综·14)如图7所示，质量为m的等边三棱柱静止在水平放置的斜面上．已知三棱柱与斜面之间的动摩擦因数为μ，斜面的倾角为30°，则斜面对三棱柱的支持力与摩擦力的大小分别为( )

A.32mg和12mg B.12mg和32mg

C.12mg和12μmg D.32mg和32μmg

（2）相似三角形

如果三个共点的平衡力构不成直角三角形，但力三角形与某个几何三角形相似，则可用相似三角形的特点求解．

书例2

2.正交分解法

将各力分解到x轴和y轴上，利用两坐标轴上的合力都等于零 Fx合＝0Fy合＝0(多用于三个或三个以上共点力作用下的物体的平衡)求解．值得注意的是，对x、y轴的方向选择时，要使落在x、y轴上的力尽可能的多，被分解的力尽可能是已知力，不宜分解待求力．

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. 受力分析 共点力的平衡

适用学科 高中物理 适用年级 高中一年级

适用区域 全国新课标 课时时长（分钟） 60

知识点 1.共点力平衡

2.平衡条件的推论

3.受力分析， 隔离、整体法的应用

4.静态平衡问题分析

学习目标 一、 知识与技能

1．能利用共点力物体的平衡条件解决平衡问题；

2．通过解决平衡问题进一步理解共点力平衡；

5.能够熟练地应用力的合成与分解， 隔离、整体法等方法

二、 过程与方法

1．通过学案导学让学生自己探究共点力作用下物体平衡条件的应用思路和法。

2．通过经历完整的探究过程，培养学生灵活分析和解决问题的能力。

3．通过学生间的交流和评价培养了学生合作学习的能力。

三、 情感、态度与价值观

使学生感受到受力分析在物理中的地位，提高探究的乐趣。

学习重点 受力分析 正交分解法 整体与隔离法

学习难点 整体与隔离法，正交分解法，共点力平衡条件的综合应用。

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. 学习过程

一、复习预习

上节课学习了力的合成与分解，知道了合力和分力是等效代替的关系．学习了共点力的特性和力的合成法则。力的分解方法有哪些？合理的范围怎么计算？

本节课我们将以上节课所学知识为基础探讨物体在共点力作用下的平衡问题。

思考：

1.一个物体在多个力的作用下保持平衡，那这几个力的关系如何？

2.当这些力中存在变力时，其他的力怎么改变？

3.怎么通过其他的力来确定其中的某个力？

我们将带着这几个问题进入本节课的学习

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. 二、知识讲解

考点1、受力分析

1．概念

把研究对象(指定物体)在指定的物理环境中受到的所有力都分析出来，并画出物体所受力的示意图，这个过程就是受力分析．

2．受力分析的一般顺序

先分析重力，然后按接触面分析接触力(弹力、摩擦力)，再分析其他力(电磁力、浮力、已知力等)．

3．受力分析的步骤

①明确研究对象：研究对象可以是某一个物体，也可以是保持相对静止的若干个物体的集合．