人教版 (2019)必修 第一册5 共点力的平衡教学ppt课件

这是一份人教版 (2019)必修 第一册5 共点力的平衡教学ppt课件，共38页。PPT课件主要包含了目标体系构建，课内互动探究，探究，探究，动态平衡问题，探究，平衡中的临界极值问题，典例剖析，核心素养提升，课堂达标检测等内容，欢迎下载使用。
专题强化5　共点力平衡的三类问题
1．进一步熟练掌握平衡问题的解法。2．会利用解析法、图解法、相似三角形法分析动态平衡问题。3．灵活运用整体法和隔离法处理多个物体的平衡问题。
物体平衡问题的处理方法
要点提炼1．问题界定：一个平衡系统中涉及两个或两个以上的物体，即为多物体的平衡问题。2．处理方法：整体法和隔离法当系统处于平衡状态时，组成系统的每个物体都处于平衡状态，选取研究对象时要注意整体法和隔离法的结合。一般地，当求系统内部间的相互作用时，用隔离法；求系统受到的外力时，用整体法，具体应用中，应将这两种方法结合起来灵活运用。
典例剖析 (2023·湖南常德高一阶段练习)如图所示，一根粗糙的水平横杆上套有A，B两个轻环，系在两环上的等长细绳拴住的书处于静止状态，现将两环距离变小后书仍处于静止状态，则( )A．杆对A环的力不变B．杆对A环的支持力变小C．B环对杆的摩擦力力变小D．与B环相连的细绳对书本的拉力变大
(2023·山东菏泽高一统考期末)如图所示，固定的斜面上叠放着A、B两木块，木块A与B的接触面是水平的，水平力F作用于木块A，使木块A、B保持静止，且F≠0。则下列描述正确的是( )A．B可能受到3个或4个力作用B．斜面对木块B的摩擦力方向可能沿斜面向上C．A对B的摩擦力可能为0D．A、B整体可能受4个或5个力作用
解析：对木块A，受力如图水平方向受力平衡，因此一定有静摩擦力FfB与水平力F平衡，故C错误；对木块B，受力如图
其中斜面对木块B的摩擦力Ff可能为0，因此木块B可能受4个或5个力作用，故A错误；对A、B整体，一定受到重力(mA＋mB)g、斜面支持力FN、水平力F，如图所示这三个力可能使整体平衡，因此斜面对A、B整体的静摩擦力可能为0，可能沿斜面向上，也可能沿斜面向下，A、B整体可能受3个或4个力作用，故B正确，D错误。
要点提炼1．动态平衡(1)所谓动态平衡问题，是指通过控制某些物理量，使物体的状态发生缓慢变化，而在这个过程中物体又始终处于一系列的平衡状态，常利用图解法解决此类问题。(2)基本思路：化“动”为“静”，“静”中求“动”。
2．分析动态平衡问题的方法
典例剖析 (2023·山东济宁高一期末)如图所示，一个倾角为θ的固定斜面上，有一块可绕其下端转动的挡板P，今在挡板与斜面间放一重力为G的光滑球，在挡板P由图示的竖直位置缓慢地转到水平位置的过程中( )A．球对挡板的压力先减小后增大B．球对挡板的压力一直增大C．球对斜面的压力先减小后增大D．球对的斜面压力一直增大
解析：对光滑球受力分析如图所示挡板转动时，挡板对球的弹力F1与斜面对球的弹力F2的合力大小方向不变，其中F2的方向保持不变，作辅助图如上，在挡板P由图示的竖直位置缓慢地转到水平位置的过程中，F1的方向如图中a、b、c的规律变化，由平行四边形定则可知，F1的大小变化规律为先减小后增大，与此对应，F2的大小为一直减小，由牛顿第三定律可知，球对挡板的压力先减小后增大，球对斜面的压力一直减小。故选A。
思维升华：图解法分析三力动态平衡问题的思路：(1)确定研究对象，作出受力分析图。(2)明确三力的特点，哪个力不变，哪个力变化。(3)将三力的示意图首尾连接，构造出矢量三角形；或将某力根据其效果进行分解，画出平行四边形。(4)根据已知量的变化情况，确定有向线段(表示力)的长度变化，从而判断各个力的变化情况。
(2023·山东济南高一期末)在旅行途中，小勤想起了历城二中的标志性雕塑：妙笔生花。雕塑可以简化为如图所示的模型：一个半球形花冠和竖直的毛笔底座。若花冠中落入一连接有轻绳的质量为m的物体，轻绳搭在花冠边缘，小勤设想若用力拉动轻绳使物体沿花冠缓慢向上移动，在此过程中若忽略一切阻力，则( )A．细绳的拉先增大后减小B．细绳的拉力一直增大C．花冠对物体的支持力先增大后减小D．花冠对物体的支持力一直增大
解析：对物体受力分析，如图所示
要点提炼1．临界问题(1)问题界定：物体所处平衡状态将要发生变化的状态为临界状态，涉及临界状态的问题为临界问题。(2)问题特点①当某物理量发生变化时，会引起其他几个物理量的变化。②注意某现象“恰好出现”或“恰好不出现”的条件。(3)处理方法：基本方法是假设推理法，即先假设某种情况成立，然后根据平衡条件及有关知识进行论证、求解。
2．极值问题(1)问题界定：物体平衡的极值问题，一般指在力的变化过程中涉及力的最大值和最小值的问题。(2)处理方法①解析法：根据物体的平衡条件列出方程，在解方程时，采用数学知识求极值或者根据物理临界条件求极值。②图解法：根据物体的平衡条件作出力的矢量图，画出平行四边形或者矢量三角形进行动态分析，确定最大值或最小值。
A．cs θ＋μsin θ　　B．cs θ－μsin θC．1＋μtan θ D．1－μtan θ
解析：物体在力F1作用下和力F2作用下运动时的受力分析如图1、2所示。将重力mg、力F2沿斜面方向和垂直于斜面方向正交分解，由平衡条件可得F1＝mgsin θ＋Ff1，FN1＝mgcs θ，Ff1＝μFN1F2cs θ＝mgsin θ＋Ff2，FN2＝mgcs θ＋F2sin θ，Ff2＝μFN2
解析：根据题意可知，B的质量为2m，AB处于静止状态，受力平衡，则地面对A的支持力为FN＝3mg当地面对A的摩擦力达到最大静摩擦力时，A球球心距墙角的距离最远，对A、B受力分析，如图所示
利用辅助圆法解决动态平衡问题 如图所示，置于地面的矩形框架中用两细绳拴住质量为m的小球，绳B水平。设绳A、B对小球的拉力大小分别为FA、FB，它们的合力大小为F。现将框架在竖直平面内绕左下端缓慢旋转90°，在此过程中( )A．FA先增大后减小B．FB先增大后减小C．F先增大后减小 D．F先减小后增大
解析：通过受力分析和过程分析可以看出，在矩形框架旋转的过程中，两根绳的夹角始终不变，而小球的重力为恒力，故可将小球受到的三个力平移到一个矢量三角形中，让小球的重力作为圆中的一条弦，两绳拉力的夹角的补角组成这条弦所对应的圆周角，如图所示。可以看出在旋转过程中，FA一直在减小，直到减小到0，而当FA与mg垂直时，表示FB的有向线段是辅助圆的直径，FB达到最大值，之后再逐渐减小，最终减小为mg，故FA一直减小，FB先增大后减小，故A错误，B正确；因小球始终处于平衡状态，故绳A、B对小球拉力的合力始终与重力等大反向，即F的大小不变，故C、D错误。
一、多物体平衡问题1．(2023·湖南常德高一阶段练习)如图所示，在两块相同的竖直木板间，有质量均为m的四块相同的砖，用两个大小均为F的水平力压木板，使砖静止不动，则左边木板对第一块砖，第二块砖对第三块砖的摩擦力分别为( )A．4mg、2mg B．2mg、0C．2mg、mg D．4mg、mg
解析：根据对称性可知，左边木板对第一块砖和右边木板对第四块砖的摩擦力大小相等，方向均竖直向上，以4块砖为整体，根据受力平衡可得2Ff＝4mg，解得左边木板对第一块砖的摩擦力大小为Ff＝2mg，以第一块砖和第二块砖为整体，由于左边木板对第一块砖的摩擦力大小为2mg，方向竖直向上，刚好与第一块砖和第二块砖为整体的重力平衡，可知第二块砖与第三块砖间的摩擦力为零，即Ff23＝0。故选B。
二、动态平衡问题2．(2023·河北石家庄高一阶段练习)如图所示，用OA、OB 两根轻绳将花盆悬于两竖直墙之间，开始时 OB 绳水平。现保持 O 点位置不变，改变 OB 绳长使绳右端由 B 点缓慢上移至 B′点，此时 OB′与 OA 之间的夹角 θ