共点力的平衡条件学案6

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1、学案：§3.5共点力的平衡条件班级________姓名________学号_____学习目标:（1）知道什么是共点力，及在共点力作用下物体平衡的概念。（2）理解物体在共点力作用下的平衡条件。（3）知道我国古代科学家张衡的相关科学成就。（4）会应用实验研究物体在共点力作用下的平衡条件。学习重点和难点重点：共点力作用下物体的平衡条件。难点：共点力平衡条件的探究过程。【知识点梳理】1．共点力物体同时受几个力的作用，如果这几个力都作用于物体的或者它们的作用线交于，这几个力叫共点力。2．平衡状态：一个物体在共点力作用下，如果保持或运动，则该物体处于平衡状态．3．平衡条件：物体所受合外力．

2、其数学表达式为：F合＝或Fx合=Fy合=，其中Fx合为物体在x轴方向上所受的合外力，Fy合为物体在y轴方向上所受的合外力．4．力的平衡：作用在物体上的几个力的合力为零，这种情形叫做。若物体受到两个力的作用处于平衡状态，则这两个力．若物体受到三个力的作用处于平衡状态，则其中任意两个力的合力与第三个力．例题精析:例1：用弹簧秤沿着光滑斜面的方向将一块重5N的木块匀速向上拉，这时弹簧秤的读数是1.4N,求斜面对木块的弹力的大小？小结：应用作图法、解三角形的数学方法、正交分解法等三种方法求解。求解完毕后，引导学生归纳应用共点力的平衡条件解决实际问题的步骤：（1）确定分析对象。（2）对分

3、析对象作受力分析，画受析示意图。（3）如果是三力平衡，可应用合成法画图用作图法求解，或应用解三角形的数学方法求解。（4）如果是三力或以上的平衡，可适当选择坐标轴，对物体的受力作正交分解后，分坐标轴方向列物体平衡的代数方程求解。例2倾角为θ的斜面上有质量为m的木块，它们之间的动摩擦因数为μ.现用水平力F推动木块，如图所示，使木块恰好沿斜面向上做匀速运动.若斜面始终保持静止，求水平推力F的大小.【解析】分析物体受力情况如图所示：由于物体处于平衡状态，则有：θFGfGxNGyFyFx沿斜面方向:垂直与斜面方向：又　　解得：【规律总结】多力平衡问题宜采用正交分解法，采用正交分解法时，建

4、立坐标系的原则是让尽可能多的力落在坐标轴上.F2F1F3F4图4-1-3例3如图4-1-3所示，某个物体在F1、F2、F3、F4四个力的作用下处于静止状态，若F4的方向沿逆时针转过60°而保持其大小不变化，其余三个力的大小和方向不变，则此时物体所受到的合力大小为（）A.B.C.D.【解析】由共点力的平衡条件可知，F1、F2、F3、F4的合力应与等值反向。当的方向沿逆时针转过60°而保持其大小不变时，F1、F2、F3的合力的的大小仍为F4。但方向与F4成120°，由平行四边形法则可得，此时物体所受的合力大小为F4。所以本题正确的选项应为C。【总结】共点力作用下物体平衡的运动学特征

5、是保持静止或匀速直线运动状态。动力学特征是合力为零。例4、电梯修理员或牵引专家常常需要监测金属绳中的张力，但不能到绳的自由端去直接测量.某公司制造出一种能测量绳中张力的仪器，工作原理如图31所示，将相距为L的两根固定支柱A、B（图中小圆框表示支柱的横截面）垂直于金属绳水平放置，在AB的中点用一可动支柱C向上推动金属绳，使绳在垂直于AB的方向竖直向上发生一个偏移量，这时仪器测得绳对支柱C竖直向下的作用力为F.（1）试用L、、F表示这时绳中的张力T.（2）如果偏移量，作用力F=400NL=250，计算绳中张力的大小图31【例5】如图所示，固定在水平面上的光滑半球，球心O的正上方固定

6、一个小定滑轮，细绳一端拴一小球，小球置于半球面上的A点，另一端绕过定滑轮，如图所示.今缓慢拉绳使小球从A点滑向半球顶点（未到顶点），则此过程中，小球对半球的压力大小N及细绳的拉力T大小的变化情况是（）A.N变大，T变大B.N变小，T变大图1－3－5C.N不变，T变小D.N变大，T变小【解析】对A进行受力分析，如图所示，力三角形AF′N与几何三角形OBA相似，由相似三角形对应边成比例，解得N不变，T变小.【答案】C【规律总结】相似三角形法是解平衡问题时常遇到的一种方法，解题的关键是正确的受力分析，寻找力的矢量三角形和结构三角形相似.相应练习：1.下列情况下，物体处于平衡状态的是（

7、）A．竖直上抛的物体到达最高点时B.做匀速圆周运动的物体C．单摆摆球摆到最高点时D.水平弹簧振子通过平衡位置时2.下列各组的三个点力，可能平衡的有（）A．3N，4N，8N　　B．3N，5N，7NC．1N，2N，4N　　D．7N，6N，13N风向θmO3.右图是一种测定风力的仪器的原理图，质量为m的金属球，固定在一细长的轻金属丝下端，能绕悬点Ｏ在竖直平面内转动，无风时金属丝自然下垂，有风时金属丝将偏离竖直方向一定角度θ，角θ的大小与风力大小F有关，下列关于风力Ｆ与θ的关系式正确的是（）Ａ．Ｆ＝