20xx滬科版高中物理必修一第4章共點(diǎn)力的平衡及其應(yīng)用word學(xué)案(已修改)
2025-11-30 04:12 本頁面
【正文】 學(xué)案 4 共點(diǎn)力的平衡及其應(yīng)用 [學(xué)習(xí)目標(biāo)定位 ] ，能推導(dǎo)出共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件 . .種常用方法． 一、平衡狀態(tài) 如果物體保持 靜止 或 勻速直線運(yùn)動(dòng) 狀態(tài)，就說物體處于平衡狀態(tài)． 二、平衡狀態(tài)的條件 1．受二力作用的物體處于平衡狀態(tài)，物體所受合力為 零 ，即 F 合 ＝ 0. 2．物體受三個(gè)共點(diǎn)力平衡時(shí)，其中兩個(gè)力 F F2的合力 F′ 與第三個(gè)力 F3等大反向 ，則 F′與 F3的合力也為 零 ，即三個(gè)力 F F F3的合力為 零． 3．物體在多個(gè)共點(diǎn)力作用下平衡時(shí)，合力總等于 零 . 一、生活離不開平衡 [問題設(shè)計(jì) ] 桌子上放著的杯子、天花板上吊著的吊燈、在平直鐵軌上勻速行駛的火車中的乘客等都處于平衡狀態(tài)，你能總結(jié) “ 平衡狀態(tài) ” 的含義嗎？ 答案 如果物體保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，就說物體處于平衡狀態(tài)．這里包括速度恒為零的靜止?fàn)顟B(tài)，它是一種靜態(tài)的平衡；也包括運(yùn)動(dòng)的平衡，即速度不為零，但大小、方向都不變的勻速直線運(yùn)動(dòng)狀 態(tài)． [要點(diǎn)提煉 ] 1．平衡狀態(tài)： (1)保持 靜止 狀態(tài)； (2)保持 勻速直線運(yùn)動(dòng) 狀態(tài)． 2．對平衡狀態(tài)的理解 (1)共點(diǎn)力作用下物體處于平衡狀態(tài)的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征： 加速度為零． (2)“ 保持 ” 某狀態(tài)與 “ 瞬時(shí) ” 某狀態(tài)的區(qū)別，例如：做自由落體運(yùn)動(dòng)的物體開始運(yùn)動(dòng)時(shí)，這一瞬間的速度為零，但這一狀態(tài)不能 “ 保持 ” ，因而不屬于平衡狀態(tài)． 二、從二力平衡到共點(diǎn)力平衡 [問題設(shè)計(jì) ] 二至三人合作，用三個(gè)測力計(jì)拉住小環(huán) O，使小環(huán)保持靜止，如圖 1所示，記下三個(gè)測力計(jì)的拉力的方向及大小，用力的圖示法在紙上表示出各個(gè)力，請先研究其中某兩個(gè)力的 合力跟第三個(gè)力的關(guān)系，然后找出三個(gè)共點(diǎn)力平衡時(shí)滿足的條件． 圖 1 答案 用平行四邊形定則作出 F F2的合力 F，如圖所示， F3與 F等大反向． 同理可發(fā)現(xiàn)： F2與 F3的合力與 F1等大反向， F1與 F3的合力也與 F2等大反向． 所以一個(gè)物體在三個(gè)共點(diǎn)力作用下處于平衡狀態(tài)時(shí)，這三個(gè)力的合力為零． [要點(diǎn)提煉 ] 1．平衡條件： (1)F 合 ＝ 0(或加速度 a＝ 0) (2)????? Fx合 ＝ 0Fy合 ＝ 0 2．平衡條件的四個(gè)常用結(jié)論 (1)二力作用平衡時(shí)，二力 等大 、 反向． (2)三力作用平衡時(shí)，任意兩個(gè)力的合力與第三個(gè)力 等大 、 反向． (3)多力作用平衡時(shí)，任一個(gè)力與其他所有力的合力 等大 、 反向． (4)物體處于平衡狀態(tài)時(shí)，沿任意方向上分力之和均為 零． [延伸思考 ] 物體速度為 0時(shí)，一定處于靜止?fàn)顟B(tài)嗎？ 答案 不一定．靜止?fàn)顟B(tài)是 v＝ 0， F 合 ＝ 0，兩者應(yīng)同時(shí)成立．若 v＝ 0， F 合 ≠0 ，處于非平衡狀態(tài)，不是靜止?fàn)顟B(tài)． 一、對平衡狀態(tài)的理解 例 1 物體在共點(diǎn)力作用下，下列說法中正確的是 ( ) A．物體的速度在某一時(shí)刻等于零，物體就一定處于平衡狀態(tài) B．物體相對另一物體保持靜止時(shí)，物體一定處于平衡狀態(tài) C．物體所受合力為零，就一定處于平衡狀態(tài) D．物體做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，物體處于平衡狀態(tài) 解析 處于平衡狀態(tài)的物體，從運(yùn)動(dòng)形式上看是始終處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，從受力上來看是物體所受合力為零． 答案 C 二、共點(diǎn)力平衡 條件的簡單應(yīng)用 例 2 如圖 2所示，某個(gè)物體在 F F F F4四個(gè)力的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，若 F4的方向沿逆時(shí)針轉(zhuǎn)過 60176。 而保持其大
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