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(共12张PPT)
知道什么是平衡状态以及平衡状态的特点；
在二力平衡的基础上，经过科学推理，得出共点力的平衡条件：F合=0；
会用共点力的平衡条件，分析生产和生活中的实际问题，体会物理学知识的实际使用价值。
第四节 共点力作用下物体的平衡
学习目标
一.共点力作用下物体的平衡状态
引入
走钢丝以及教材P92“讨论交流”
1.平衡状态的定义：
如果物体保持静止或匀速直线运动状态，这个物体就处于平衡状态。
2.平衡状态的特点：
加速度a=0
弱问
①作竖直上抛运动的物体在最高点处于平衡状态吗？
②平衡状态一定是静止状态吗？
二.共点力作用下物体的平衡条件
理论探究
1.初中：二力平衡条件
二力等大反向
F合=0
平行四边形定则
2.物体在三个共点力作用下处于平衡状态时
3.可见，三力及三力以上的共点力平衡都可以简化为二力平衡,则
F合=0
·
F1
F2
F3
·
F1
F2
F3
F12
·
F3
F12
F合=0
F12与F3等大反向
二.共点力作用下物体的平衡条件
实验探究
(源自教科版必修一）
数据处理
图板、白纸、图钉、弹簧测力计三个、刻度尺、小铁环
实验演示
实验器材
1.将一方形薄木板放在桌面上，并在板面上用图钉固定好白纸，将三个弹簧测力计的挂钩用细线系在小铁环上，如图（a）。
2.先将两个弹簧测力计固定在图板上，再沿某一方向拉着第三个弹簧测力计。当铁环平衡时，分别记下弹簧测力计的示数F1、F2、F3和它们的方向，并按各个力的大小和方向作好力的图示。
3.按平行四边形定则作出F1、F2的合力F12，比较F12和F3，如图（b）（或合成F2、F3，作出F23，比较F23和F1）。由此找出三个力的关系。
通过这个实验，你认为三个共点力的平衡条件是什么？
F合=0
通过理论探究和实验探究，共点力作用下物体的平衡条件是：
F合=0
二.共点力作用下物体的平衡条件
看图说话
P93“活动”：走钢丝
①研究对象是谁？
②钢丝上P点受到几个力的作用？压力就是 演员的重力吗？
③利用平衡条件计算F1与F2的合力F12的大小。（g取10m/s2）
∵F合=0 ∴ F12=N
又 压力N=mg ∴F12=mg=500N
④将三力分别沿x、y方向分解，则这三个力沿着x、y方向的合力各为多少？
x方向：
∵F1=F2 ∴F1COS 15°= F2COS 15° 合力Fx=0
y方向：
∵竖直方向受力平衡 ∴F1sin 15°+F2sin 15°=N 合力Fy=0
小结
1.解决力的平衡问题的步骤：
①明确研究对象；
②进行受力分析；
③根据力的平衡条件列方程求解。
2.推论：若物体在几个共点力的作用下处于平衡状态，则
①其中任何一个力必然与其它力的合力等大反向；
②沿任一方向的合力均为零。
进行正交分解，有
Fx=0 Fy=0
二.共点力作用下物体的平衡条件
解：
物体受力如图，
沿水平方向和竖直方向分解F，有
Fx=F COS
θ
Fy=F sin
θ
mg
μN
N
Fx
Fy
）θ
F
mg
μN
N
F 用两个分力等效替代后物体受力如图
由力的平衡条件，有
水平方向
竖直方向
μN =
F COS
θ
①
N +
F sin
θ
=mg
②
联立① ②解得
F=10N
例1.如图，水平地面上有一质量m=4.6kg的物体，物体与地面之间的动摩擦因数μ=0.2，物体 在与水平方向成 θ= 37°角斜向右上的拉力F 作用下作匀速直线运动，g取10m/s2,求F 的大小。
）θ
F
变式训练.上例中其他条件不变，只把F 改为斜向右下
θ= 37°的推力，求F 的大小。
（答案：F=230/17=13.5N）
回归教材
P96“自我评价”第5题：同一箱子，“推”和“拉”谁更轻松？
热炒热卖 教材P96“自我评价”第1、3题，P98第7、10题
三.平衡条件的应用
回归教材
P94“例题示范”
三.平衡条件的应用
优点：运算简单快捷。
难点：分析几何关系。
三力平衡优先选择合成法
优点：方程简单易懂。
难点：运算能力要求高。
三力以上的平衡优先选择正交分解法
F2=F1cosθ
F3=F1sinθ
更简捷
热炒热卖 教材P96“自我评价”第4题
三.平衡条件的应用
例2.（教材P98第8题）如图所示，用一根长l=1m的轻质细绳将一
幅质量为1kg的画框对称悬挂在墙上。已知绳能承受的最大张力
为T =10N，为使绳不断裂，画框上两个挂钉的间距d最大为多大？
（g=10N/kg）
解：
画框受力如图，
d/2
l/2
0
A
B
0 ′
A ′
B′
T
T
T合
mg
两个张力合成为T合后
则
l/2
=
(l/2)2 －
(d/2)2
√
T合/2
T
⊿OAB ∽ ⊿O′A′B′
由力的平衡条件，有
mg= T合
①
②
∴
l =√3/2 m
注意
解决三力平衡问题常用的数学工具有：特殊三角形
（直角三角形，等边三角形），相似三角形，正弦
定理等；只有作图规范了，才好找几何关系。
三.平衡条件的应用
例3.一个物体受到三个共点力的作用，大小分别为10N、12N、15N，求这三个力的合力的最大值和最小值。
解：
三力同向时合力有最大值27N
三个力中，其中任何一个力都可以和另外两个力的合力等大反向，所以
合力的最小值为0
结论
一个物体受到三个共点力的作用，若其中任何一个力的大小间于另外两个力
的的大小之差和大小之和之间，即：|F任1-F任2| ≤F任3 ≤ F任1+F任2，则：合
力的最小值为零。
变式训练.一个物体受到三个共点力的作用，大小分别为5N、12N、15N，求这三个力的合力的最大值和最小值。
（答案：32N 、2N）
小检测
2.下列各组力作用在物体上，有可能使物体处于平衡状态的是（　　）
CD
Ａ.３Ｎ，４Ｎ，８Ｎ
Ｂ.３Ｎ，５Ｎ，１Ｎ
Ｃ.４Ｎ，７Ｎ，８Ｎ
Ｄ.７Ｎ，９Ｎ，６Ｎ
3.如图所示，处于水平地面上的物体，在斜向上的拉力F的作用下做匀
速直线运动，则物体所受拉力F与地面摩擦力的合力方向为（ ）
A.斜向右上方 B.竖直向上
C.斜向左上方 D.无法确定
B
1.人站在自动扶梯的水平踏板上，随扶梯斜向上匀速运动，
如图所示，以下说法正确的是（　 ）
A.人受到重力和支持力的作用
B.人受到重力、支持力和摩擦力的作用
C.人受到的合外力不为零
D.人受到的合外力方向与速度方向相同
A
A
小检测
4.
4.
第四节 共点力作用下物体的平衡
划重点
1.共点力作用下物体的平衡状态及特点
2.共点力作用下物体的平衡条件
F合=0
力的正交分解
Fx=0
Fy=0
3.解决力的平衡问题的步骤
两大推论
谢谢观看，欢迎指正！
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