第四章第1節《共點力作用下物體的平衡》學案
姓名班級：
學習目標：
1.知道物體的平衡狀態.
2.掌握共點力作用下的物體的平衡條件.
3.會用共點力的平衡條件解決有關平衡問題.
知識**1：
一、共點力作用下物體的平衡狀態
問題設計
桌子上放著的杯子、天花板上的吊燈、在平直鐵軌上勻速行駛的火車中的乘客等都處於平衡狀態，你能總結「平衡狀態」的含義嗎？
知識要點
1.平衡狀態:物體在共點力的作用下，保持或的狀態.
2.共點力作用下物體平衡狀態的運動學特徵
3.「保持」某狀態與「瞬時」某狀態有區別，例如：豎直上拋的物體運動到最高點時，這一瞬間的速度為零，但這一狀態不能「保持」，因而不屬於平衡狀態.
4.若通過控制某一物理量，使物體的狀態(速度)發生「緩慢」變化，這一變化過程在物理學中稱為動態平衡，在動態平衡過程中每個狀態也稱為平衡狀態。
典例精析
例1 下列物體中處於平衡狀態的是( )
a.靜止在粗糙斜面上的物體 b.做勻加速直線運動的物體
c.在平直路面上勻速行駛的汽車 d.做自由落體運動的物體在剛開始下落的瞬間
知識**2：
二、共點力作用下物體的平衡條件
問題設計
1.物體在兩個力的作用下處於平衡狀態，這兩個力存在什麼關係？
實驗設計
2.二至三人合作，用三個測力計拉住小環o，使小環保持靜止，如圖1所示.記下三個測力計的拉力的方向及大小，用力的圖示法在紙上表示出各個力.
請先研究其中某兩個力的合力跟第三個力的關係，然後找出三個共點力平衡時滿足的條件.
知識要點
1.平衡條件
(1)f合＝ (或加速度a＝ ).
2.平衡條件的四個推論
(1)二力作用平衡時，二力
(2)三力作用平衡時，任意兩力的合力與第三個力圖1
(3)多力作用平衡時，任意乙個力與其他所有力的合力
(4)物體處於平衡狀態時，沿任意方向上分力之和
延伸思考
物體速度為0時，一定處於靜止狀態嗎？
典例精析
二、共點力平衡條件的簡單應用
例2 如圖2所示，某個物體在f1、f2、f3、f4四個力的作用下處於靜止狀態，若f4的方向沿逆時針轉過60°而保持其大小不變，其餘三個力的大小和方向均不變，則此時物體所受到的合力大小為( )
圖2典例精析
三、利用正交分解法求解共點力的平衡問題
例3 拖把是由拖杆和拖把頭構成的擦地工具(如圖3所示).設拖把頭的質量為m，拖桿質量可忽略；拖把頭與地板之間的動摩擦因數為μ，重力加速度為g.某同學用該拖把在水平地板上拖地時，沿拖桿方向推拖把，拖桿與豎直方向的夾角為θ.
若拖把頭在地板上勻速移動，求推拖把的力的大小.
圖3針對訓練如圖4所示，質量為m的物體在恒力f作用下，沿水平天花板向右做勻速直線運動.力f與水平方向的夾角為θ，重力加速度為g.則物體與天花板間的動摩擦因數
圖4課堂要點小結
【課後練習】
知識點一共點力作用下物體的平衡
1．物體在共點力作用下，下列說法中正確的是( )
a．物體的速度在某一時刻等於零，物體就一定處於平衡狀態
b．一物體相對另一物體保持靜止時，物體一定處於平衡狀態
c．物體所受合力為零，就一定處於平衡狀態
d．物體做勻加速直線運動時，物體處於平衡狀態
2．如圖5所示，物塊在力f作用下向右沿水平方向勻速運動，則物塊所受的摩擦力f與拉力f的合力方向應該是( )
a．水平向右b．豎直向上
c．向右偏上d．向左偏上
知識點二利用平衡條件求解物體受力圖5
3．某物體處於平衡狀態時受到四個力的作用，保持其中三個力大小和方向均不變，將另乙個力f保持其大小不變，方向轉過90°角，則欲使物體仍保持靜止狀態，必須再加上乙個大小為多大的力才行( )
a．fb. fc．2fd．3f
4．物體受到三個共點力f1＝7 n、f2＝9 n及未知力f作用而平衡，試討論f的取值範圍；若物體受到四個共點力f1＝7 n、f2＝9 n、f3＝3 n及未知力f4作用而平衡，則f4的取值範圍如何呢？
知識點三利用正交分解法分析平衡問題
5. 如圖6所示，重力為500 n的人通過跨過定滑輪的輕繩牽引重200 n的物體，當繩與水平面成60°角時，物體靜止．不計滑輪與繩的摩擦．求地面對人的支援力和摩擦力．圖6
共點力作用下物體的平衡
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