3.5共点力平衡（第一课时）（原卷版）-2022-2023学年高一物理备课必备讲义（人教2019必修第一册 ）

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第三章 相互作用——力
3.5 共点力平衡（第一课时）
课标要求 素养要求
课
标
解
读
1.知道什么是共点力，知道什么是平衡状态，
掌握共点力平衡的条件.
2.会利用合成法或分解法分析三力平衡问题．
3.整体法隔离法在共点力平衡中的应用
1．物理观念：知道什么是共点力，
理解共点力平衡的条件。
2．科学思维：(1)能利用合成法、分
解法解决三力平衡
(2)能利用正交分解法处理多力平衡
及动态平衡问题。
3．科学态度与责任：能运用共点力
平衡条件解决生活、生产、科技中
的实际问题。
教材原句 01
物体受到几个力的作用，如果保持 或 状态，我们就说这个物体处于 。
自主思考
篮球被竖直向上抛出，运动到最高点的瞬间速度等于零，则篮球在最高点处于平衡状态吗？
为什么
教材原句 02
在共点力作用下物体平衡的条件是 ，我们把它称为 。
自主思考
如图所示，斧子、酒瓶处于静止状态，它们的加速度是多少？所受合力是多少？
探究点 01 对平衡条件的理解及应用
情境探究
如图所示，甲图中的鸟在几个力的作用下处于静止状态；乙图中的飞机在水平方向上做
匀速直线运动；丙图中的照相机静止在三脚架上。
上述三个物体均在多个共点力作用下处于平衡状态，它们各自所受的作用力应满足什么
条件？
探究归纳
1．平衡状态
物体受到几个力作用时，保持静止或匀速直线运动的状态。
2．在共点力作用下物体平衡的条件是合力为 0。
即F合＝0或，其中 Fx合和Fy合分别是将力进行正交分解后，在 x轴和 y轴上所受的合力。
3．共点力平衡的推论
(1)二力平衡：若物体在两个力作用下处于平衡状态，则这两个力一定等大、反向、共线。
(2)多力平衡：若物体在多个共点力作用下处于平衡状态，则其中任意一个力与其余所有
力的合力等大、反向、共线。
【探究应用 1】物体在五个共点力的作用下保持平衡，如图所示，其中 F1大小为 10 N，
方向水平向右。
(1)若撤去力 F1，而保持其余四个力不变，求其余四个力的合力的大小和方向；
(2)若将 F1转过 90°，求物体所受的合力大小。
【迁移应用 1】如图所示，在水平天花板上用绳 AC、BC 和CD 吊起一个物体，使其处于
静止状态，结点为 C，绳子的长度分别为 AC＝4 dm，BC＝3 dm，悬点 A、B间距为 5 dm。则
AC 绳、BC 绳、CD 绳上的拉力大小之比为(　　)
A．40∶30∶24
B．4∶3∶5
C．3∶4∶5
D．因 CD 绳长未知，故无法确定
探究点 02 解决共点力平衡的三种常用方法
情境探究
悬挂式广告挂牌如图所示，挂牌的重力为 G，两侧绳与竖直方向的夹角都为 θ，挂牌保持静止，有哪
些方法能确定两侧绳的拉力大小？说说你的想法。
探究归纳
合成法 物体在三个共点力作用下处于平衡时，将其中的任意两个力合成，其合力一
定与第三个力平衡，从而把三力平衡问题转化为二力平衡问题
分解法
物体在三个共点力作用下处于平衡时，将其中任意一个力沿其他两个力的反
方向分解，则每个方向上的一对力大小相等，方向相反，从而把三力平衡问
题转化为两个方向上的二力平衡问题
正交分解法
物体在三个或三个以上的共点力作用下处于平衡时，将物体所受的各个力均
向两个互相垂直的方向上分解，然后分别在这两个方向上列平衡方程。此时
平衡条件可表示为：Fx合＝0，Fy合＝0
【探究应用 2】“风力仪”可直接测量风力的大小，其原理如图所示。仪器中一根轻质金属丝悬挂
着一个金属球。无风时，金属丝竖直下垂；当受到沿水平方向吹来的风时，金属丝偏离竖直方向一个角度。
风力越大，偏角越大。通过传感器，就可以根据偏角的大小指示出风力。求风力大小 F跟金属球的质量
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