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(共35张PPT)
共点力的平衡
年 级：高一 学 科：物理（人教版）
看一看，想一想，视频中的物体最终处于什么状态？
物体的平衡状态
静止的书
匀速直线运动的汽车
静止的画框
静止的水桶
静止的花盆
静止的扁担
物体受到几个力作用时，如果保持静止或匀速直线运动状态，我们就说这个物体处于平衡状态。
物体的平衡状态
根据每幅图中各个力作用线的几何关系，可以 把下面四种情况的受力分成两类，判断哪些情况属于同一类？
2. 你的判断依据是什么？
想一想
根据每幅图中各个力作用线的几何关系，可以 把下面四种情况的受力分成两类，判断哪些情况属于同一类？
2. 你的判断依据是什么？
想一想
几个力作用于同一点
几个力的作用线交于一点
想一想
定义：几个力如果都作用在物体的同一点，或者它们的作用线相交于一点，这几个力叫作共点力。
几个力的作用线交于一点
F1
F2
G
几个力作用于同一点
G
FN
G
F1
F2
G
F1
F2
思考：哪些物体在共点力的作用下处于平衡状态？
G
F1
F2
F3
G
FN
F
Ff
F1
F2
F
静止的书
静止的画框
静止的水桶
静止的花盆
静止的扁担
匀速直线运动的汽车
共点力的平衡
受共点力的物体在什么条件下才会保持平衡呢？
G
FN
G
F1
F2
G
F1
F2
G
F1
F2
F3
G
FN
F
Ff
静止的书
静止的画框
静止的水桶
静止的花盆
匀速直线运动的汽车
二力平衡
FN=G
平衡条件：作用在书上的两个力，大小相等、方向相反，并且在同一条直线上。
F合=0
力的合成
G
FN
共点力的平衡条件
共点力的平衡条件
思考：课前视频中的物体是怎样实现平衡的？
G
FN
G
FN
G
F1
F1
F2
共点力的平衡条件
G
F1
F1
F2
F
思考：如何解决三力平衡的问题呢？
G
F
等效
三力平衡
F合=0
二力平衡
力的合成
平衡条件：
共点力的平衡条件
若是四个共点力、五个共点力……其平衡条件又是怎样的呢？
如果也能转换成二力平衡就好了！
共点力的平衡条件
F2
F3
F4
F1
F23
F123
F1
F4
F23
F123
F4
四力平衡
三力平衡
二力平衡
等效
共点力的平衡条件
等效
平衡条件：
F合=0
在共点力作用下物体平衡的条件是合力为0，我们把它称为共点力平衡的条件。
共点力的平衡条件
如图所示，物体在五个共点力的作用下保持平衡。如果撤去力F1，而保持其余四个力不变，请在图上画出这四个力的合力的大小和方向。
F
二力平衡
多力平衡
练一练
合力为0
例题 1
F
问题1：选取的研究对象是哪个物体呢？
如图悬吊重物的细绳，其 O点被一水平绳BO牵引，使悬绳AO段和竖直方向成θ角。若悬吊物所受的重力为G，则悬绳AO和水平绳BO所受的拉力各等于多少？
G
选取O点为研究对象
例题 1
问题2：O点都受到哪些力呢？
F3
F2
F1
如图悬吊重物的细绳，其 O点被一水平绳BO牵引，使悬绳AO段和竖直方向成θ角。若悬吊物所受的重力为G，则悬绳AO和水平绳BO所受的拉力各等于多少？
例题 1
问题3：这些力之间有怎样的关系呢？
F3
F2
F1
如图悬吊重物的细绳，其 O点被一水平绳BO牵引，使悬绳AO段和竖直方向成θ角。若悬吊物所受的重力为G，则悬绳AO和水平绳BO所受的拉力各等于多少？
知识回顾
F3
F2
F1
1. 几个力都作用在物体的同一点上， 或几个力的作用线相交于同一点，这几个力就称为共点力。
2. 物体在共点力作用下的平衡条件是所受合力为0。
例题 1
问题3：这些力之间有怎样的关系呢？
F3
F2
F1
F1、F2与F3合力为0
如图悬吊重物的细绳，其 O点被一水平绳BO牵引，使悬绳AO段和竖直方向成θ角。若悬吊物所受的重力为G，则悬绳AO和水平绳BO所受的拉力各等于多少？
F3
F2
F1
F5
F3
F2
F1
F6
对于三力平衡问题，可以选择任意的两个力进行合成。
F3
F2
F1
F4
例题 1
甲
乙
丙
例题 1
F3
F1
F2
F3与重力G大小相等，
F4
F4是F1和F2的合力，则：
根据三角函数的知识，可得：
合成法
F2
G
F1
Θ
例题 1
F3
F1
F2
请阅读必修一第78页，了解第二种方法：
正交分解法
是否可以从其他角度求解问题？
例题 1
F3
F1
F2
共点力平衡的物体所受合力为0，
因此把物体所受的力在两个互相垂直的方向上分解，每个方向上合力都为0。
正交分解法
例题 1
F3
F1
F2
x
y
F1y
F1x
F3
F2
F1
F4
F3
F2
F1
F1y
F1x
x
y
合成法：把物体所受的力合成为两个力，则这两个力大小相等、方向相反，并且在同一条直线上。
正交分解法：把物体所受的力在两个互相垂直的方向上分解，每个方向上合力都为0。
两种方法
思考：为什么说“滑梯高度”与“儿童能在滑板上滑下”有关？
例题 2
某幼儿园要在空地上做一个滑梯，根据空地的大小，滑梯的水平跨度确定为6 m。设计时，滑板和儿童裤料之间的动摩擦因数取0.4，为使儿童在滑梯游戏时能在滑板上滑下，滑梯至少要多高？
例题 2
例题 2
FN
G
Ff
A
B
C
例题 2
θ
FN
Ff
F2
F1
G
x
y
θ
x方向合力为0：
y方向合力为0：
滑动摩擦力与压力的关系：
联立求解，得：h = μb = 0.4×6 m = 2.4 m
正交分解法：
因此，滑梯至少要 2.4 m高，儿童才能从滑梯上滑下。
A
B
C
b
l
h
是否可以用合成法？
例题 2
某幼儿园要在空地上做一个滑梯，根据空地的大小，滑梯的水平跨度确定为6 m。设计时，滑板和儿童裤料之间的动摩擦因数取0.4，为使儿童在滑梯游戏时能在滑板上滑下，滑梯至少要多高？
G
Ff
A
B
C
FN
利用共点力平衡条件解决问题的步骤
① 选择研究对象；
② 对研究对象进行受力分析；
根据共点力的平衡条件列方程；
④ 求解方程；
⑤ 讨论解的合理性和实际意义。
合成法
正交分解法
F3
F2
F1
F3
F2
F1
F4
F3
F2
F1
F1y
F1x
x
y
课后思考
体重较轻和体重较重的儿童，都能沿着滑梯匀速滑下吗？

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