沪科版必修1 4.3 共点力的平衡及其应用 学案.docx

学案4共点力的平衡及其应用目标定位1.理解共点力作用下物体平衡状态的概念，能推导出共点力作用下物体的平衡条件.2.会用共点力平衡条件解决有关共点力的平衡问题.3.掌握解决共点力平衡的几种常用方法一、生活离不开平衡 问题设计桌子上放着的杯子、天花板上吊着的吊灯、在平直铁轨上匀速行驶的火车中的乘客等都处于平衡状态，你能总结“平衡状态”的含义吗？要点提炼1平衡状态：(1)保持_状态；(2)保持_状态2对平衡状态的理解(1)共点力作用下物体处于平衡状态的运动学特征：_.(2)“保持”某状态与“瞬时”某状态的区别，例如：做自由落体运动的物体开始运动时，这一瞬间的速度为零，但这一状态不能“保持”，因而不属于平衡状态二、从二力平衡到共点力平衡问题设计二至三人合作，用三个弹簧测力计拉住小环o，使小环保持静止，如图1所示，记下三个弹簧测力计的拉力的方向及大小，用力的图示法在纸上表示出各个力，请先研究其中某两个力的合力跟第三个力的关系，然后找出三个共点力平衡时满足的条件图1要点提炼1平衡条件：(1)f合_(或加速度a_)(2)2平衡条件的四个常用结论(1)二力作用平衡时，二力_、_.(2)三力作用平衡时，任意两个力的合力与第三个力_、_.(3)多力作用平衡时，任一个力与其他所有力的合力_、_.(4)物体处于平衡状态时，沿任意方向上分力之和均为_延伸思考物体速度为0时，一定处于静止状态吗？一、对平衡状态的理解例1物体在共点力作用下，下列说法中正确的是()a物体的速度在某一时刻等于零，物体就一定处于平衡状态b物体相对另一物体保持静止时，物体一定处于平衡状态c物体所受合力为零，就一定处于平衡状态d物体做匀加速运动时，物体处于平衡状态二、共点力平衡条件的简单应用例2如图2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，其余三个力的大小和方向均不变，则此时物体所受到的合力大小为()图2a. b.cf4 d.f4三、利用正交分解法求解共点力的平衡问题例3如图3所示，水平地面上有一重60 n的物体，在与水平方向成30角斜向上、大小为20 n的拉力f作用下匀速运动，求地面对物体的支持力和摩擦力的大小图3针对训练如图4所示，重为500 n的人用跨过定滑轮的轻绳牵引重200 n的物体，当绳与水平面成60角时，物体静止不计滑轮与绳的摩擦求地面对人的支持力和摩擦力图41(对平衡状态的理解)(多选)下列物体中处于平衡状态的是()a静止在粗糙斜面上的物体b沿光滑斜面下滑的物体c在平直路面上匀速行驶的汽车d做自由落体运动的物体在刚开始下落的瞬间2(共点力平衡条件的简单应用)人站在自动扶梯上随扶梯匀速上升，如图5所示，下列说法正确的是()图5a人所受合力方向同图中速度的方向b人在水平方向受到向右的摩擦力的作用c人只在竖直方向受力且合力为零d人在竖直方向所受合力不为零3(利用正交分解法处理共点力的平衡问题)(多选)如图6所示，质量为m的物体在恒力f作用下沿水平地面做匀速直线运动，物体与地面间的动摩擦因数为，则物体受到的摩擦力的大小为()图6afsin bfcos c(fsin mg) d(mgfsin )4(利用正交分解法处理共点力的平衡问题)如图7所示，质量为m的物块与水平面之间的动摩擦因数为，现用斜向下与竖直方向夹角为的推力作用在物块上，使物块在水平面上匀速移动，求推力的大小(重力加速度为g)图7答案精析知识探究一、问题设计如果物体保持静止或匀速直线运动状态，就说物体处于平衡状态这里包括速度恒为零的静止状态，它是一种静态的平衡；也包括运动的平衡，即速度不为零，但大小、方向都不变的匀速直线运动状态要点提炼1(1)静止(2)匀速直线运动2(1)加速度为零二、问题设计用平行四边形定则作出f1、f2的合力f，如图所示，f3与f等大反向同理可发现：f2与f3的合力与f1等大反向，f1与f3的合力也与f2等大反向所以一个物体在三个共点力作用下处于平衡状态时，这三个力的合力为零要点提炼1(1)00(2)002(1)等大反向(2)等大反向(3)等大反向(4)零延伸思考不一定静止状态是v0，f合0，两者应同时成立若v0，f合0，处于非平衡状态，不是静止状态典例精析例1c处于平衡状态的物体，从运动形式上看是始终处于静止或匀速直线运动状态，从受力上来看是物体所受合力为零例2c由共点力的平衡条件可知，f1、f2、f3的合力应与f4等大反向，当f4的方向沿逆时针转过60而保持其大小不变时，f1、f2、f3的合力的大小仍为f4，但方向与f4成120角，由平行四边形定则可得，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.例350 n10 n解析对物体进行受力分析，如图所示，物体受重力g、支持力n、拉