高中物理 第5章 力与平衡 第3、4节 力的平衡 平衡条件的应用教学案 鲁科版必修1-鲁科版高一必修1物理教学案.doc

第3、4节力的平衡__平衡条件的应用1.物体的平衡状态是指静止状态或匀速直线运动状态。2．物体平衡的条件是物体所受合外力为零即F合＝0或Fx＝0Fy＝0。3．求解共点力平衡问题的方法有多种力的三角形法、力的合成法、正交分解法等物体受力个数多于三个力时一般要用正交分解法。4．研究对象是相关联的多个物体的系统时采用整体法和隔离法相结合一般原则是求系统内部间的相互作用时用隔离法求系统受到的外力作用时用整体法。一、共点力作用下物体的平衡条件1．平衡状态如果一个物体保持静止或做匀速直线运动则这个物体就处于平衡状态。2．共点力作用下物体的平衡条件物体所受的合力为零即F合＝0。3．力的平衡(1)力的平衡：作用在物体上的几个力的合力为零这种情况叫做力的平衡。(2)二力平衡条件：作用于物体上的两个共点力大小相等方向相反作用在同一直线上。(3)三力平衡条件：三个共点力平衡时任意两个力的合力必定与第三个力大小相等、方向相反在同一直线上。二、平衡的种类和稳度1．平衡的种类(1)稳定平衡：物体受到外力的微小扰动而偏离平衡位置时在重力作用下能自动回到原来的位置继续保持平衡状态这种平衡叫稳定平衡。(2)不稳定平衡：物体受到外力的微小扰动而偏离平衡位置时它的重心降低由于重力的作用不能自动回到原平衡位置这种平衡叫不稳定平衡。(3)随遇平衡：物体受到外力的微小扰动而偏离平衡位置时物体的重心既不降低也不升高始终保持平衡状态的平衡。2．稳度指的是物体的稳定程度物体的稳度大小由重心的高低和支持面的大小两个因素决定重心越低支持面越大稳度就越大。三、平衡条件的应用1．物体的静态平衡物体在力的作用下处于静止状态称为静态平衡处于静态平衡的物体所受的外力的合力为零。2．物体在某方向的平衡运动的物体在某一方向上所受的合力为零时物体在该方向处于平衡状态。1．自主思考——判一判(1)物体的速度在某一时刻等于零时就一定处于平衡状态。(×)(2)物体相对另一物体保持静止时一定处于平衡状态。(×)(3)物体所受合外力为零时就一定处于平衡状态。(√)(4)大小相等、方向相反、作用在同一直线上的两个力一定是平衡力。(×)(5)若物体处于平衡状态其所受合外力一定为零。(√)2．合作探究——议一议(1)物体保持静止与物体在某一时刻的速度为零是一回事吗？都处于平衡状态吗？提示：不是一回事物体静止时速度等于零合外力也等于零而某一时刻速度等于零时合外力不一定等于零。静止处于平衡状态速度为零不一定处于平衡状态。(2)走钢丝的杂技演员、不倒翁都能处于平衡状态他们分别属于什么平衡？提示：杂技演员属于不稳定平衡不倒翁属于稳定平衡。(3)我们都玩过垒积木且积木垒得越高时难度越大积木倾倒的可能性越大你能用力学原理解释吗？提示：积木垒得越高时重心越高稳度越低所以积木倾倒的可能性更大。图5­3­1对物体平衡状态的理解1．从运动学的角度理解平衡状态(1)平衡状态指的是物体处于静止或匀速直线运动状态此时物体的加速度为零反过来加速度为零的物体一定处于平衡状态。(2)对静止的理解：静止与速度v＝0不是一回事。物体保持静止说明v＝0a＝0两者同时成立。若仅是v＝0a≠0如上抛到最高点的物体此时物体并不能保持静止也就并非处于平衡状态。2．从动力学的角度理解平衡状态处于平衡状态的物体所受的合外力为零反过来物体受到的合外力为零它一定处于平衡状态。3．平衡状态与力的平衡的关系eq\x(平衡状态)eq\o(\s\up7(条件)\s\do5(结果))eq\x(力的平衡)1．(多选)下列物体中处于平衡状态的是()A．停在斜坡上的汽车B．停在赛车道上刚好启动的汽车C．物体沿粗糙斜面匀速下滑D．抛出的篮球在空中运动到最高点的瞬间解析：选AC停在斜坡上的汽车速度为零加速度也为零是静态平衡状态故A正确；物体沿粗糙斜面匀速下滑是物体做匀速直线运动的动态平衡状态故C正确；停在赛车道上的汽车要启动是由静止到运动的过程加速度不为零所以不是平衡状态故B错；篮球在空中运动到最高点的瞬间仍受到重力作用加速度不为零所以不是平衡状态故D错。2．(多选)下面关于共点力的平衡与平衡条件的说法正确的是()A．物体所受合力为零时物体一定处于平衡状态B．如果物体的运动速度大小不变则必处于平衡状态C．如果物体处于平衡状态则物体沿任意方向的合力都必为零D．如果物体受到三个共点力的作用而处于平衡状态则任意两个力的合力与第三个力大小相等、方向相反解析：选ACD物体处于平衡状态的条件是所受合力为零反之当所受合力为零时物体也处于平衡状态选项A、C正确；平衡状态包括匀速直线运动状态速度大小和方向均保持不变选项B错误；平衡条件F合＝0若物体受三个共点力的作用根据三个力的合力为零可知选项D正确。3．一个物体受到三个共点力的作用如果三个力的大小为如