3.5共点力平衡 （导学案）—-2023-2024学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

3.5 共点力平衡导学案
学习目标：
知道什么是共点力，并且知道共点力平衡的条件。
2、会用共点力平衡的条件，分析生活和生产中的实际问题。
预学案：
知识点一 共点力平衡的条件
1、平衡状态：物体受到几个力的作用时，如果保持 或者 状态，我们就说这个物体处于平衡状态。
2、共点力平衡的条件：在共点力作用下，物体平衡的条件是 。
知识点二 整体法与隔离法
项目 整体法 隔离法
概念 将互为关联的几个物体视为一个整体的分析方法 将某个物体从整体中分隔出来研究的方法
选用原则 研究外界物体与系统整体的相互作用力 研究系统内物体之间的相互作用力
注意问题 不需要考虑物体间的相互作用 一般隔离受力较少的物体进行分析
应用 整体法和隔离法在解决多物体系统的平衡问题时常交替使用
知识点三 解决静态平衡问题的常用方法
方法 内容
合成法 物体受三个共点力的作用而平衡，则任意两个力的合力一定与第三个力大小 ，方向 。
力的作用效果分解法 物体受三个共点力的作用而平衡，将某一个力按力的效果分解，则其分力和其他两个力满足平衡条件
正交分解法 物体受到三个或三个以上力的作用时，将物体所受的力分解为相互 的两组，每组力都满足平衡条件。
力的三角形法 对受三力作用而平衡的物体，将力的矢量图平移使三力组成一个首尾依次相接的矢量三角形，根据正弦定理、余弦定理或相似三角形等数学知识求解未知力。
运用共点力平衡条件解决静态平衡问题的基本步骤： (1)、选取研究对象（物体、质点或绳的结点等）。 (2)、对所选取的研究对象进行受力分析并画出受力分析图。 (3)、选用合适的方法对研究对象所受的力进行处理。 (4)、根据F合=0或Fx合=0,Fy合=0列方程求解。
知识点四 解决动态平衡问题的常用方法
所谓动态平衡问题，就是通过控制某一物理量，使物体的状态发生缓慢变化的平衡问题。即任一时刻物体均处于平衡状态。 处理动态平衡问题的一般方法：
方法 步骤
解析法 (1)、选某一状态对物体进行受力分析； (2)、将物体所受的力按实际效果分解或正交分解； (3)、列平衡方程求出未知量与已知量的关系式； (4)、根据已知量的变化情况来确定未知量的变化情况。
图解法 (1)、选某一状态对物体进行受力分析； (2)、根据平衡条件画出平行四边形或三角形； (3)、根据已知量的变化情况画出平行四边形或三角形的边角变化； (4)、确定未知量大小、方向的变化 注意：图解法一般适用于物体只受到三个力的作用，其中一个力大小和方向均不变，另一个方向不变，第三个力大小方向均变化的情况。
探究案：
【探究一】（静态平衡问题）：如图，光滑斜面上有一个重力为100N的小球被轻绳捡住悬挂在天花板上，已知轻绳与竖直方向的夹角为45°,斜面倾角为37°,整个装置处于静止状态。求轻绳对小球拉力的大小和斜面对小球支持力的大小。（sin37°=0.6，cos37°=0.8)。
【探究二】（动态平衡问题）：如图所示,轻绳OA一端固定在天花板上,另一端系一光滑的圆环,一根系着物体的轻绳穿过圆环后,另一端固定在墙上B点,且OB水平。现将A点缓慢沿天花板水平向右移动,且OB段的轻绳始终保持水平,则请分析OA、OB段轻绳所受的拉力的大小FTA、FTB的变化情况。
笔记：
检测案：
1、(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、如果物体的运动速度为零,则其必处于平衡状态
B、如果物体的运动速度大小不变,则其必处于平衡状态
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
2、(多选)用绳索将小船拉向岸边,如图所示,设船在水中运动时水的阻力大小不变,那么在小船匀速靠岸的过程中,下列说法正确的是(　　)
A、绳子的拉力F不断增大
B、绳子的拉力F不变
C、船的浮力减小
D、船的浮力增大
3、如图所示，质量为mA=2 kg的木块A套在水平杆上，用轻绳将木块A与质量为mB= kg的小球B相连。今用跟水平方向成α=30°角的力F=10 N,拉着球带动木块一起向右匀速运动,运动中A、B相对位置保持不变,g取10 m/s2。求:
(1)、运动过程中轻绳与水平方向夹角θ;
(2)、木块与水平杆间的动摩擦因数μ。
课后作业：课本《复习与提高》 B组习题习题2~6题