1、共點力的平衡【教材分析】本節選自魯科版必修一第4章第3節，共點力的平衡是力學中的重點內容，是貫穿 動力學、能量、動量的核心知識。通過本節內容的學習既使學生加深對前面所學知識的 理解，也是為后面的學習做了鋪墊，起到承上啟下的作用?！窘虒W目標與核心素養】【物理觀念】能用共點力的平衡條件分析生產生活中的相關問題，解決一些相關的 實際問題；具有與力平衡相關的初步的相互作用觀念?！究茖W思維】能運用數學中的三角函數、兒何關系等對力與平衡問題進行分析和推 理；能從不同的角度解決力與平衡問題?！究茖W探究】能通過圖形分析，尋找規律，形成初步的結論；能知道交流的重要性?！究茖W態度與責任】能欣賞“力與平衡”之美，能

2、做到實事求是，堅持自己的觀點； 能體會物理學的技術應用在生產生活得作用及意義?！窘虒W重難點】【教學重點】判斷物體是否處于平衡狀態及平衡狀態的條件?！窘虒W難點】根據物體的平衡狀態選擇合適的方法解決實際問題?！窘虒W過程【導入新課】復興號上的平衡挑戰視頻引入，激發學生的學習興趣和體會物理來源于生活，乂走 向生活的理念。問題：車票處于什么狀態？它乂是如何保持這種狀態的？【新課講授】一、物體的平衡狀態思考：石頭和家具處于什么樣的狀態?勻速行駛的汽車勻速自動扶梯上的人思考：汽車和人處于什么樣的運動狀態？得出平衡狀態的概念。平衡狀態：物體靜止或做勻速直線運動時所處的狀態。判斷正誤（1）直道上以很大的速度勻速

3、跑過的賽車處于平衡狀態。（）（2）百米競賽中，運動員在起跑的瞬間，速度為零，處于平衡狀態。（）（3）平衡木上體操運動員做翻轉動作時處于平衡狀態。（）（4）物體是否處于平衡狀態要看所受合外力是否為零。（）【跟蹤練習】以飛機的行駛過程為例，讓學生思考飛機所處的各個階段對應的狀態, 達到及時跟蹤評價所學知識的作用。思考：飛機從起飛到以一定速度平穩飛行，再到降落，最后停在機場的停機坪上。在這個過程中，飛機經歷了哪些階段？在各階段飛機處于什么樣的狀態？在光滑的斜面上以一定速度使小球沿斜面向上運動，運動到最高點時速度為0,小 球在該位置能一直保持靜止狀態么？得出結論：速度為0的物體不一定處于平衡狀態。【探

4、究歸納】1. 兩種平衡狀態：靜止狀態和勻速直線運動狀態。2/72. 從運動學的角度理解平衡狀態的物體處于靜止或勻速直線運動狀態，此種狀態其加速度為零。即處于平 衡狀態的物體加速度為零，反過來加速度為零的物體一定處于平衡狀態。3. 從受力分析的角度理解處于平衡狀態的物體所受的合外力為零，反過來物體受到的合外力為零，它一定處 于平衡狀態。進一步提出問題：物體保持平衡狀態需要滿足什么條件？二、共點力的平衡條件【合作探究一】1、在桌面上的一個輕環，不受任何外力作用，觀察輕環的狀態。（意在讓學生觀察 不受力物體的平衡狀態）2、用兩只彈簧測力計沿兩個方向拉住一個輕環，使輕環保持靜止狀態，記錄下彈簧 測力計

5、的示數及作用力的方向。（意在讓學生觀察二力平衡下物體的平衡）學生合作完成實驗，并思考問題：平衡狀態的物體，受力有什么樣的特點？得出結論：物體在不受任何外力作用或受到兩個平衡力作用時，物體將處于平衡狀進一步提出問題：若物體受到多個互成角度的共點力作用時，要滿足什么樣的條件 才能處于平衡狀態？【理論驗證】以靜止的O點為研究對象，分析物體受到三個共點力時的平衡問題?！窘Y論】若作用在物體上的兒個共點力的合力為0,則物體處于平衡狀態。即7=0展示蘑姑石和懸空寺照片，讓學生體會生活中的平衡現象。思考：如何利用用三只彈簧測力計、細線、輕環來驗證共點力的平衡條件?【合作探究二】設計實驗：小組合作，設計探究方案

6、思考以下三個問題：1、實驗中，輕環應處于什么樣的狀態？2、實驗中，應該記錄什么數據？3、實驗結束后，如何處理數據得出結論？進行實驗：1、用彈簧測力計沿三個方向拉住輕環，使輕環保持靜止狀態。2、記錄彈簧測力計的示數和作用力的方向。3、根據平行四邊形定則確定三個力是否滿足平衡條件。數據處理:得出結論：【例題】用繩子將鳥籠掛在一根橫梁上，如圖所示。若鳥籠重19.6 N ,求繩子OA和OB對結點O的拉力。(1)合成法以O點為研究對象，根據共點力的平衡條件，對O點受力分析。F = TT = G 山三角函數關系得F、= Feos 30 = 19.6xO.886N = 17.0N=F sin 30 = 19

7、.6x 0.5N = 9.8N所以，繩子0A對結點O的拉力大小是17.0 N,方向沿繩由O指向A： OE對結點 O的拉力大小是9.8 N,方向沿繩由O指向B。（2）正交分解法以O點為研究對象，建立直角坐標系，將O點受到的力正交分解，根據O點平衡，可得:2/7T = G=7J=Tcos30 = 1 9.6x0.866 N = 17.0NF2=T2 =rsin30 = 19.6x0.5 N = 9.8N所以，繩子OA對結點O的拉力大小是17.0 N,方向沿繩由O指向A：OB對結點O的拉力大小是9.8 N,方向沿繩山O指向B,【例題變式】若兩繩能承受的最大拉力相同，持續增大懸掛物的重力，哪段繩子最

8、先被拉斷？F=F cos 30 = G cos 30=Fsin3O = Gsin3O隨著G的增大，受拉力較大的OA段繩子先被拉斷?！具w移】求解平衡問題還可利用正交分解的方法。先建立直角坐標系，將物體受到 的各個力都分解到X、尹軸方向，由平衡條件可得，x、y軸方向的合力必須同時為0 （想 想為什么），山此可列出兩個方程，通過解方程組求解問題。你能用該方法求解上面的例 題嗎？請試一試。三、課堂小結1、平衡狀態：物體靜止或勻速直線運動時所處的狀態。2、多個共點力的平衡條件：倫=0【策略提煉】解決共點力的平衡問題，通常先確定研究對象，再進行受力分析，然后根據平衡條 件建立未知量與已知量的關系列方程求解

9、。若物體受到三個力的作用且處于平衡狀態，則其中任意兩個力的合力必然與第三個 力大小相等、方向相反。這時可根據平行四邊形（或三角形）的兒何關系列方程求解, 也可用正交分解方法求解。若物體在更多力的作用下處于平衡，則通常用正交分解方法 列方程求解。素養達標檢測1. 下列物體中處于平衡狀態的是（）A. 仟賽道上汽車剛啟動的一瞬間B. 物體做自山落體運動剛開始下落的一瞬間C. 運動員撐桿跳到最高點的一瞬間D. 停在斜面上的汽車解析：A、B、C中物體的瞬時速度為零但加速度不是零，不是平衡狀態，D項中物 體靜止，處于平衡狀態，故選項D正確。答案:D2. （多選）下面關于共點力的平衡與平衡條件的說法正確的是

10、（）A. 物體所受的合外力為零時不一定處于平衡狀態B. 物體的速度方向改變時，物體可能處于平衡狀態C. 物體處于平衡狀態時，所受合力一定為零D. 物體處于平衡狀態時不一定靜止解析：共點力作用下物體的平衡狀態是物體處于靜止或勻速直線運動的狀態，即 倫=0, A = 0的狀態，故C、D正確。答案：CD3. （多選）物體同時受到同一平面內的三個共點力作用，下列兒組力中，可能使物體處于平衡狀態的是（）A. 5N、7N、8NB. 2N、3N、6NC. IN、5N、10ND. IN、10N、10N解析：能否使物體處于平衡狀態，要看三個力的合力是否等于0,方法是兩個較小 的力加起來是否大于或等于最大的那個力，如果是就可能，因為兩個力的合力范圍是 閃-代卜+ 若耳在此范圍內，就可能與F平衡，故A、D正確。答案：AD4. 如圖所示，放在水平桌面上的木塊受到=8N、F2=3 N兩水平推力作用而靜止.若撤去人，則木塊在水平方向上受到的合力為（）A. ONB. 3N,方向為水平向左C. 2N,方向為水平向右D.