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章末优化总结01核心素养规律归纳02热点素养分类聚焦章末过关检测规律总结归纳核心素养构建1.平衡状态:物体在共点力的作用下,保持静止或做匀速直线运动,我们就说这个物体处于平衡状态.2.平衡条件:要使物体保持平衡状态,作用在物体上的力必须满足一定的条件,这个条件叫平衡条件.物理观念:平衡状态、平衡条件、稳度科学思维:(1)平衡状态满足的条件F合=0(2)处理共点力平衡的方法(3)动态平衡问题的处理规律总结归纳核心素养构建3.共点力作用下物体的平衡条件是:F合=0.作用在物体上的几个力的合力为零,叫作力的平衡.4.当物体受到多个共点力(在同一平面内)的作用时,可用正交分解的方法,将各个力沿选定的直角坐标分解,平衡条件可写成Fx合=0,Fy合=0.科学探究:共点力平衡条件的实验探究素养1物理观念——共点力平衡所涉及的基本概念的形成、提炼及升华[典例1](多选)下列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,则必处于平衡状态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]物体速度为零时不一定处于平衡状态,如竖直上抛的物体到达最高点时速度为零,此时物体由于自身重力而使得所受合力不为零,故A错;物体速度大小不变,但方向可能改变,即物体不一定做匀速直线运动,故物体不一定处于平衡状态,所以B错;物体处于平衡状态时,满足F合=0的条件,又因F合=F2x+F2y,要F合=0,必须要Fx、Fy同时为零,故物体沿任意方向的合力都必为零,C正确;如果物体受到三个共点力的作用而处于平衡状态,要满足F合=0的条件,则任意两个力的合力必与第三个力大小相等、方向相反,所以D对.[答案]CD1.如图所示运动图像,表明物体不处于平衡状态的是()解析:图像A、D表示物体匀速运动,C表示物体静止,而B表示物体匀加速运动,故表明物体不处于平衡状态的是B.答案:B素养2科学思维——共点力平衡条件F合=0的应用[典例2]如图所示,在倾角为α的斜面上,放一质量为m的小球,小球被竖直的木板挡住,不计摩擦,则球对挡板的压力是()A.mgcosαB.mgtanαC.mgcosαD.mg[解析]法一:正交分解法对小球受力分析如图甲所示,小球静止,处于平衡状态,沿水平和竖直方向建立坐标系,将N2正交分解,列平衡方程为N1=N2sinα,mg=N2cosα.可得:球对挡板的压力N1′=N1=mgtanα,所以B正确.法二:合成法如图乙所示,小球处于平衡状态,合力为零.N1与N2的合力一定与mg平衡,即等大反向.解三角形可得:N1=mgtanα,所以,球对挡板的压力N1′=N1=mgtanα.所以B正确.[答案]B[规律总结]力的合成与分解都遵循平行四边形定则(或三角形定则),计算时要先根据要求按照力的平行四边形定则作出力的合成或力的分解的示意图,再根据数学知识解三角形,主要是解直角三角形.2.如图所示,石拱桥的正中央有一质量为m的对称楔形石块,侧面与竖直方向的夹角为α,重力加速度为g.若接触面间的摩擦力忽略不计,则石块侧面所受弹力的大小为()A.mg2sinαB.mg2cosαC.12mgtanαD.12mgcotα解析:对石块受力分析如图所示,由平衡条件得2Nsinα=mg,解得N=mg2sinα.答案:A素养3科学探究——共点力平衡条件的实验探究[典例3]如图所示,六个力的合力为________N,若去掉1N的那个分力,则其余五个力的合力为________,合力的方向是________.[解析]因为这六个力中,各有两个力方向相反,故先将任意两个方向相反的力合成,然后再求合力.由图看出,任意两个相反的力合力都为3N,并且互成120°,所以这六个力的合力为零.因为这六个力的合力为零,所以,任意五个力的合力一定与第六个力大小相等,方向相反.由此得,去掉1N的那个分力后,其余五个力的合力为1N,方向与1N的分力的方向相反.[答案]零1N与1N的分力的方向相反3.如图所示,作用在物体上的同一平面内的四个共点力合力为零,若其中F2、F3、F4的大小和方向保持不变,F1逆时针方向转过90°且大小保持不变,则此物体所受的合力大小为()A.2F1B.2F1C.F1D.22F1解析:将F1转过90°的过程可看成分两步:第一步去掉F1;第二步再加上一个与原来的F1相垂直且方向向下但大小相等的F1′.第一步操作完成后,由平衡条件知,其他各力的合力与F1等大、反向;第二步操作完成后,物体相当于受到了两个大小相等、方向垂直的力,如图所示.将F1的反向力与F1′合成得物体受到的合力大小为2F1,方向与原F1的方向成135°角.故选项A正确.答案:A
本文标题:2019-2020学年高中物理 第四章 物体的平衡 章末优化总结课件 教科版必修1
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