平衡条件的应用。
俗话说，磨刀不误砍柴工。教师在教学前就要准备好教案，做好充分的准备。教案可以让学生们能够在上课时充分理解所教内容，帮助教师能够更轻松的上课教学。写好一份优质的教案要怎么做呢？下面的内容是小编为大家整理的平衡条件的应用，仅供参考，欢迎大家阅读。
平衡条件的应用
[本章本节概述]
本章讲述有关力的基本知识，包括了以后学习的动力学和静力学所必须的预备知识，基础性和预备性仍然是本章的特点。
力学平衡状态是比较常见的力学状态，研究物体力学平衡状态的种类，保持平衡状态的条件，是本章的主要任务。物体的力学状态与物体的受力情况紧密联系。研究物体的平衡状态，归根结底就是研究物体的受力情况、研究物体保持平衡状态的受力条件。
力的平衡要有正确的思路：首先确定研究对象，其次是正确分析物体的受力，然后根据平衡条件列方程求解。对于比较简单的问题，可以用直角三角形的知识求解，对于不成直角的受力问题可以用正交分解方法求解。
[教学设计]
教学目标：
1.能用共点力的平衡条件，解决有关力的平衡问题；
2.进一步学习受力分析，正交分解等方法。
3.学会使用共点力平衡条件解决共点力作用下物体平衡的思路和方法，培养灵活分析和解决问题的能力。
教学重点：
共点力平衡条件的应用。
教学难点：
受力分析，正交分解法，共点力平衡条件的应用。
教学方法：
以题引法，讲练法，启发诱导，归纳法。
课时安排：1~2课时
[教学过程]：
解共点力平衡问题的一般步骤：
一、复习导入：
复习
（1）如果一个物体能够保持静止或匀速直线运动，我们就说物体处于平衡状态。
（2）当物体处于平衡状态时
a：物体所受各个力的合力等于0，这就是物体在共点力作用下的平衡条件。
b：它所受的某一个力与它所受的其余外力的合力关系是大小相等，方向相反，作用在一条直线上。
教师归纳：
平衡状态:匀速直线运动状态，或保持静止状态。
平衡条件:在共点力作用下物体的平衡条件是合力为零。即
F合＝0
以力的作用点为坐标原点,建立直角坐标系,则平衡条件又可表示为:
Fx＝0Fy＝0
二、新课教学：
例题1
如图，一物块静止在倾角为37°的斜面上，物块的重力为20N，请分析物块受力并求其大小．
分析：物块受竖直向下的重力G，斜面给物块的垂直斜面向上的支持力N，斜面给物块的沿斜面向上的静摩擦力f．
解：方法1——用合成法
（1）合成支持力N和静摩擦力f，其合力的方向竖直向上，大小与物块重力大小相等；
（2）合成重力G和支持力N，其合力的方向沿斜面向下，大小与斜面给物块的沿斜面向上的静摩擦力f的大小相等；
（3）合成斜面给物块的沿斜面向上的静摩擦力f和重力G，其合力的方向垂直斜面向下，大小与斜面给物块的垂直斜面向上的支持力N的大小相等．
合成法的讲解要注意合力的方向的确定是唯一的，这有共点力平衡条件决定，关于这一点一定要与学生共同分析说明清楚．（三力平衡：任意两个力的合力与第三个力大小相等、方向相反）
方法2——用分解法
理论上物块受的每一个力都可分解，但实际解题时要根据实际受力情况来确定分解哪个力(被确定分解的力所分解的力大小方向要明确简单易于计算)，本题正交分解物块所受的重力，利用平衡条件，，列方程较为简便．
（为了学生能真正掌握物体的受力分析能力，要求学生全面分析使用力的合成法和力的分解法，要有一定数量的训练．）
总结：解共点力平衡问题的一般步骤：
1、选取研究对象。
2、对所选取的研究对象进行受力分析，并画出受力图。
3、对研究对象所受力进行处理，选择适当的方法：合成法、分解法、正交分解法等。
4、建立适当的平衡方程。
5、对方程求解，必要时需要进行讨论。
拓展1：一物块静止在倾角为的斜面上，物块的重力为G，请分析物块受力并分析当倾角慢慢减小到零的过程其大小的变化情况．
解：依题意用分解法将物块受的重力G正交分解，利用，的平衡条件，得斜面给物块的垂直斜面向上的支持力N的大小为，
斜面给物块的沿斜面向上的静摩擦力的大小．
物块受的重力G是不变的(关于这一点学生非常清楚)，根据数学的知识的分析可以知道当倾角慢慢减小到零的过程，
逐渐增大，最后等于物块的重力G；
逐渐减小，最后等于零．
（适当的时候，提醒学生分析的方法和结论；提醒学生极限法的应用，即倾角等于零时的极限情况下分析题目）
拓展2：一物块放在倾角为的斜面上，物块的重力为G，斜面与物块的动摩擦因数为，请分析物块受力的方向并分析当倾角慢慢由零增大到90°的过程，物块对斜面的压力及受到的摩擦力大小的变化情况．
分析物块受力：时，只受两个力重力G和斜面给的支持力N，此时没有摩擦力；
时，物块只受一个力，物块的重力G．(此亦为极限法处理)．
借此，和学生一起分析，可知物块的运动状态是变化的，既开始时物块静止在斜面上，这时物块受三个力．物块的重力G，斜面给物块的支持力N和斜面给物块的静摩擦力f．
在斜面给物块的静摩擦力f等于时，物块开始滑动，此时物块依旧受三个力，物块的重力G，斜面给物块的支持力N和斜面给物块的滑动摩擦力f．物块处于加速运动状态．(这里学习应用了运动性质的分段处理方法)．在此基础上分析每个力的大小变化情况．(利用物体平衡条件和滑动摩擦力的性质来分析求解)．
重力大小不变；斜面给物块的支持力的大小逐渐减小；斜面给物块的摩擦力的大小是先增大后减小．
课堂练习（详解）
如图所示,电灯的质量为m,BO与顶板间的夹角为α,AO绳水平,求绳AO、BO受到的拉力F1、F2是多少？
［分析］取电灯作为研究对象，分析它受到那些力的作用。如图乙所示。它共受到三个力的作用：重力G＝mg，悬绳的拉力F1F2.
解法一:合成法
取电灯为研究对象。由共点力的平衡条件可知，F1和mg的合力F与F2大小相等、方向相反。从图示的平行四边形可求得：
解法二:正交分解法
解:取电灯作为研究对象,受三个共点力作用.以水平方向为x轴,竖直方向为y轴,将F2分解在X轴和Y轴方向进行分解,由平衡条件可知,FX合=0和FY合=0
Fx合=F1–F2sinα=0（1）
Fy合=F2cosa-G=0（2）
由（2）式解得：F2=mg/cosa
代入（1）式得:F1=F2sina=mgtga
解法三：分解法
取电灯为研究对象，受三个共点力作用，如图所示，将
重力G分解为F和F，由共点力平衡条件可知，F1和F的合力必为零，F2和F的合力必为零。所以
F1=F=mgtanaF2=F=mg/cosa
课堂练习：
如图所示，重为10N的小球在竖直挡板作用下静止在倾角为300的光滑斜面上，挡板也是光滑的，求：
1）挡板对小球弹力的大小
2）斜面对小球弹力的大小
例题2
如图所示的情况，物体质量为m,如果力F与水平方向的夹角为θ，物体和水平面间的动摩擦因数为μ，那么，要使物体在水平面上做匀速直线运动，力F的大小是多大?
[分析]
取物体作为研究对象。物体受到四个力的作用：竖直向下的重力G,竖直向上的支持力，右斜向上的已知力F和水平向左的滑动摩擦力f，物体在这四个共点力的作用下处于平衡状态。分别在水平和竖直方向上列出物体的平衡方程，即可求出F。
课堂练习：
物体A在水平力F1＝400N的作用下，沿倾角q＝60°的斜面匀速下滑，如图甲。物体A受的重力G＝400N,求斜面对物体A的支持力和A与斜面间的动摩擦因数m。
[分析]取物体A作为研究对象。物体A受到四个力的作用：竖直向下的重量G,水平向右的力F1,垂直于斜面斜向上方的支持力N，平行于斜面向上的滑动摩擦力f，如图乙。其中G和F1是已知的。由滑动摩擦定律f=mN可知，求得f和N就可以求出m。
物体A在这四个共点力的作用下处于平衡状态。分别在平行和垂直于斜面的方向上列出物体的平衡方程，即可求出N和f。
［解］取平行于斜面的方向为x轴，垂直于斜面的方向为y轴，分别在这两个方向上应用平衡条件求解。由平衡条件可知，在这两个方向上的合力Fx合和Fy合应分别等于零，即
Fx=f+F1cosθ－Gsinθ=0(1)
Fy=N-F1sinθ－Gcosθ=0(2)
由(2)式得
N=Gcosθ+F1sinθ=564N
由（1）得
f=Gsinθ–F1cosθ=146N
所求
μ=f/N=0.27
例3:
如图所示,一个重为G的小球,夹在斜面与竖直挡板之间保持静止,斜面倾角为30o,不计一切摩擦,小球对斜面与竖直挡板的压力各是多少?现使挡板从图示竖直位置缓慢的顺时针转为水平,这个过程中小球对斜面与竖直挡板的压力大小是怎么变化的？
“图解法”解有关变力问题：所谓图解法就是通过三角形或平行四边形的邻边和对角线长短的关系或变化情况，做一些较为复杂的定性分析，从图上一下就可以看出结果，得出结论。
（先画不变的力，再画方向不变或大小不变的力，最后画变化的力）
课堂练习:如图所示,用水平细线将电灯拉到图示位置,若保持灯的位置不变,将细线由水平位置顺时针转到竖直为止的过程中,细线受到的拉力如何变化?
三．巩固练习：
练习1
如图所示，A和B的质量分别是4kg和10kg，B与地面间摩擦因数u=0.4，滑轮摩擦及绳重不计，整个装置处于平衡状态，此时地面对B的摩擦力大小为多少？对地面的压力为多大？绳子拉力和摩擦力的合力方向是怎样的？（g＝10N/kg）
练习2如图所示，物体静止在斜面上，斜面对物体作用力的方向是（）
A沿斜面向上
B垂直斜面向上
C竖直向上
D以上都不对
四．课堂小结
这节课我们主要学习了以下几点：
1、应用共点力平衡条件解题时常用的方法————力的合成法、力的分解法、正交分解法
2、解共点力作用下物体平衡问题的一般步骤：
1）确定研究对象
2）对所选研究对象进行受力分析，并画出受力示意图
3）分析研究对象是否处于平衡状态
4）运用平衡条件，选用适当方法，列出平衡方程求解。
[教学建议]
1、物体处于平衡状态，或者是匀速直线运动，反过来物体处于静止或匀速直线运动，物体就是处于平衡状态，平衡状态满足的条件是合外力为零。既无论哪个方向上的合力都是零。
2、有关研究对象的选取：若问题中只有一个物体，一个过程，研究对象没有选择余地，也就是研究这个物体和这个过程。若问题中是一个连接体，又有多个过程，首先研究谁，再研究谁；是研究一个物体为好还是研究多个物体为好，这在审题中需要认真思考。总的原则：首先被研究的应该是受力最简、已知量足够多的，这样通过研究后又可将研究结果作为一个已知条件，为下一次研究创造条件。
3、正交分解法求解平衡问题，建立坐标轴的原则是让尽可能多的力在坐标轴上；被分解的力尽可能是已知力，不宜分解待求力。因一个待求力分解变成两个待求力，给求解带来很多不便。
4、平衡分为静态平衡和动态平衡。静态平衡是指问题处于静止状态，动态平衡指物体匀速运动，也可指在某方向上处于平衡状态。
[备课资料]：
物体的平衡状态是指物体处于静止或匀速直线运动状态，即物体的加速度为零。由牛顿第二定律可知物体的平衡条件是物体所受的合外力为零，这一条件也是解决平衡问题的基本依据。在这个基本结论的基础上，我们可以得到一些推论，掌握这些推论，将会给解题带来很大的方便。
推论1：若物体受到几个力作用而处于平衡状态，则其中任意一个力与其余几个力的合力构成一对平衡力。
例1.如图所示，某个物体在F1、F2、F3和F4四个共点力的作用下处于静止状态，若F4沿逆时针方向转过而保持其大小不变，其它三个力的大小和方向均不变，则此时物体所受的合力大小为（）
A.B.C.D.
解析：物体受到四个力的作用而平衡，则其中一个力F4与余下的三个力F1、F2、F3的合力应等大，反向。当F4沿逆时针方向转过而保持其大小不变时，F1、F2、F3的合力大小仍为F4，方向与F4成角。由平行四边形定则可知，此时物体所受合力大小为F4，故正确答案为C项。
推论2：当物体受到三个力作用而平衡时，这三个力必在同一平面内，且这三个力的作用线或作用线的延长线必相交于一点，这就是三力汇交原理。
例2.如图所示，AB为一不均匀直杆，长为，将它用两根细绳拴住两端后悬挂于同一点O，当AB在水平方向平衡时，两绳与AB的夹角分别为和，求杆的重心距B端的距离。
解析：以AB杆为研究对象，它共受到三个力的作用，即重力G和两绳对它的拉力、。当物体受到三个力的作用而平衡时，三个力的作用线必相交于同一点，因为
和相交于O点，故杆受到的重力的作用线也必过O点。由于AB杆是水平的，过O点作AB杆的垂线相交于C，则C即为AB杆的重心。
由三角函数关系可得：
即AB杆的重心距B端的距离为l/4。
推论3：当物体受到三个共点力作用而处于平衡时，某个力的大小与另两个力所成角的正弦之比为常数，这一结论称为拉密定理。
例3.如图所示，一根均匀轻绳AB的两端系在天花板上，在绳上一点C施加一拉力F，逐渐增大F，为使AC、BC两段绳同时断裂，则拉力F与AC绳间的夹角应为多少？
解析：AB是一根均匀轻绳，AC、BC两段绳能承受的最大拉力T相同。由于已知各角度，因此可利用拉密定理来解题。
以C点为研究对象，它受到拉力F及AC、BC绳对它的拉力。设当两绳同时被拉断时，AC、BC绳中的拉力都为T，则由拉密定理得
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共点力平衡条件的应用
一位优秀的教师不打无准备之仗，会提前做好准备，高中教师在教学前就要准备好教案，做好充分的准备。教案可以让学生更好地进入课堂环境中来，使高中教师有一个简单易懂的教学思路。所以你在写高中教案时要注意些什么呢？以下是小编为大家收集的“共点力平衡条件的应用”欢迎大家与身边的朋友分享吧！
教学目标
知识目标
1、知道什么叫共点力作用下的平衡状态．
2、掌握共点力的平衡条件．
3、会用共点力的平衡条件解决有关平衡问题．
能力目标
1、培养学生应用力的矢量合成法则平行四边形定则进行力的合成、力的分解的能力．
2、培养学生全面分析问题的能力和推理能力．
情感目标
1、教会学生用辨证观点看问题，体会团结协助．
典型例题
关于斜面物体的摩擦力的两种分析方法以及拓展
例1如图，一物块静止在倾角为37°的斜面上，物块的重力为20N，请分析物块受力并求其大小．
分析：物块受竖直向下的重力，斜面给物块的垂直斜面向上的支持力，斜面给物块的沿斜面向上的静摩擦力．
解：
1、方法1——用合成法
（1）合成支持力和静摩擦力，其合力的方向竖直向上，大小与物块重力大小相等；
（2）合成重力和支持力，其合力的方向沿斜面向下，大小与斜面给物块的沿斜面向上的静摩擦力的大小相等；
（3）合成斜面给物块的沿斜面向上的静摩擦力和重力，其合力的方向垂直斜面向下，大小与斜面给物块的垂直斜面向上的支持力的大小相等．
合成法的讲解要注意合力的方向的确定是唯一的，这有共点力平衡条件决定，关于这一点一定要与学生共同分析说明清楚．
2、方法2——用分解法
理论上物块受的每一个力都可分解，但实际解题时要根据实际受力情况来确定分解哪个力(被确定分解的力所分解的力大小方向要明确简单易于计算)，本题正交分解物块所受的重力，利用平衡条件，，列方程较为简便．
为了学生能真正掌握物体的受力分析能力，要求学生全面分析使用力的合成法和力的分解法，要有一定数量的训练．
方法2的拓展1：一物块静止在倾角为的斜面上，物块的重力为，请分析物块受力并分析当倾角慢慢减小到零的过程其大小的变化情况．
解：依题意用分解法将物块受的重力正交分解，利用，的平衡条件，得斜面给物块的垂直斜面向上的支持力的大小为，
斜面给物块的沿斜面向上的静摩擦力的大小．
物块受的重力是不变的(关于这一点学生非常清楚)，根据数学的知识的分析可以知道当倾角慢慢减小到零的过程，
逐渐增大，最后等于物块的重力；
逐渐减小，最后等于零．
适当的时候，提醒学生分析的方法和结论；提醒学生极限法的应用，即倾角等于零时的极限情况下分析题目．
方法2的拓展2：一物块放在倾角为的斜面上，物块的重力为，斜面与物块的动摩擦因数为，请分析物块受力的方向并分析当倾角慢慢由零增大到90°的过程，物块对斜面的压力受到的摩擦力其大小的变化情况．
分析物块受力：时，只受两个力重力和斜面给的支持力，此时没有摩擦力；
时，物块只受一个力，物块的重力．(此亦为极限法处理)．
借此，和学生一起分析，可知物块的运动状态是变化的，既开始时物块静止在斜面上，这时物块受三个力．
物块的重力，斜面给物块的支持力和斜面给物块的静摩擦力．
在斜面给物块的静摩擦力等于物块的下滑力时，物块开始滑动，此时物块依旧受三个力，物块的重力，斜面给物块的支持力和斜面给物块的滑动摩擦力．物块处于加速运动状态．(这里学习应用了运动性质的分段处理方法)．在此基础上分析每个力的大小变化情况．(利用物体平衡条件和滑动摩擦力的性质来分析求解)．
重力大小不变；斜面给物块的支持力的大小逐渐减小；斜面给物块的摩擦力的大小是先增大后减小．
利用正交分解分析物体的受力情况
例2质量为的物体，用水平细绳拉着，静止在倾角为的光滑固定斜面上，求物体对斜面的压力的大小．如图所示．
解：解决力学问题首先对（研究对象）物体进行受力分析，物体在斜面上受三个力：重力、支持力、绳的拉力．以作用点为原点建立如图所示的平面直角坐标系．
由平衡条件即，（找准边角关系）可得：
由此得到斜面对物体的垂直作用力为：
由牛顿第三定律（作用力和反作用力的关系）可知：
物体对斜面的压力的大小为：
探究活动
作图法
根据力的平行四边形定则，利用直尺（一般常用的是毫米刻度尺）去求几个力的合力或去求合力的某一个分力．利用作图法解决共点力作用下物体的平衡问题，虽然此种方法简洁、直观、方便，但由于在利用作图法过程中误差的存在（包括作图误差、视图误差、测量误差等）不可避免，得到的结果太粗糙．因此，我们在解题时一般不用作图法．而只是在探讨力的变化规律及相互关系时使用．
题1 验证两个分力和合力的关系遵从平行四边形定则
题2 探讨随着两个共点力大小及夹角发生变化时合力的变化规律
上面两个例题请同学们自己用直尺动手作一下实地的研究．
物理教案－共点力平衡条件的应用
经验告诉我们，成功是留给有准备的人。作为高中教师就要根据教学内容制定合适的教案。教案可以让学生更好的吸收课堂上所讲的知识点，帮助授课经验少的高中教师教学。你知道怎么写具体的高中教案内容吗？下面是小编为大家整理的“物理教案－共点力平衡条件的应用”，欢迎您参考，希望对您有所助益！
教学目标
知识目标
1、知道什么叫共点力作用下的平衡状态．
2、掌握共点力的平衡条件．
3、会用共点力的平衡条件解决有关平衡问题．
能力目标
1、培养学生应用力的矢量合成法则平行四边形定则进行力的合成、力的分解的能力．
2、培养学生全面分析问题的能力和推理能力．
情感目标
1、教会学生用辨证观点看问题，体会团结协助．
典型例题
关于斜面物体的摩擦力的两种分析方法以及拓展
例1如图，一物块静止在倾角为37的斜面上，物块的重力为20N，请分析物块受力并求其大小．
分析：物块受竖直向下的重力，斜面给物块的垂直斜面向上的支持力，斜面给物块的沿斜面向上的静摩擦力．
解：
1、方法1——用合成法
（1）合成支持力和静摩擦力，其合力的方向竖直向上，大小与物块重力大小相等；
（2）合成重力和支持力，其合力的方向沿斜面向下，大小与斜面给物块的沿斜面向上的静摩擦力的大小相等；
（3）合成斜面给物块的沿斜面向上的静摩擦力和重力，其合力的方向垂直斜面向下，大小与斜面给物块的垂直斜面向上的支持力的大小相等．
合成法的讲解要注意合力的方向的确定是唯一的，这有共点力平衡条件决定，关于这一点一定要与学生共同分析说明清楚．
2、方法2——用分解法
理论上物块受的每一个力都可分解，但实际解题时要根据实际受力情况来确定分解哪个力(被确定分解的力所分解的力大小方向要明确简单易于计算)，本题正交分解物块所受的重力，利用平衡条件，列方程较为简便．
为了学生能真正掌握物体的受力分析能力，要求学生全面分析使用力的合成法和力的分解法，要有一定数量的训练．
方法2的拓展1：一物块静止在倾角为的斜面上，物块的重力为，请分析物块受力并分析当倾角慢慢减小到零的过程其大小的变化情况．
解：依题意用分解法将物块受的重力正交分解，利用，的平衡条件，得斜面给物块的垂直斜面向上的支持力的大小为，
斜面给物块的沿斜面向上的静摩擦力的大小．
物块受的重力是不变的(关于这一点学生非常清楚)，根据数学的知识的分析可以知道当倾角慢慢减小到零的过程，
逐渐增大，最后等于物块的重力；
逐渐减小，最后等于零．
适当的时候，提醒学生分析的方法和结论；提醒学生极限法的应用，即倾角等于零时的极限情况下分析题目．
方法2的拓展2：一物块放在倾角为的斜面上，物块的重力为，斜面与物块的动摩擦因数为，请分析物块受力的方向并分析当倾角慢慢由零增大到90的过程，物块对斜面的压力受到的摩擦力其大小的变化情况．
分析物块受力：时，只受两个力重力和斜面给的支持力，此时没有摩擦力；
时，物块只受一个力，物块的重力．(此亦为极限法处理)．
借此，和学生一起分析，可知物块的运动状态是变化的，既开始时物块静止在斜面上，这时物块受三个力．
物块的重力，斜面给物块的支持力和斜面给物块的静摩擦力．
在斜面给物块的静摩擦力等于物块的下滑力时，物块开始滑动，此时物块依旧受三个力，物块的重力，斜面给物块的支持力和斜面给物块的滑动摩擦力．物块处于加速运动状态．(这里学习应用了运动性质的分段处理方法)．在此基础上分析每个力的大小变化情况．(利用物体平衡条件和滑动摩擦力的性质来分析求解)．
重力大小不变；斜面给物块的支持力的大小逐渐减小；斜面给物块的摩擦力的大小是先增大后减小．
利用正交分解分析物体的受力情况
例2质量为的物体，用水平细绳拉着，静止在倾角为的光滑固定斜面上，求物体对斜面的压力的大小．如图所示．
解：解决力学问题首先对（研究对象）物体进行受力分析，物体在斜面上受三个力：重力、支持力、绳的拉力．以作用点为原点建立如图所示的平面直角坐标系．
由平衡条件即，（找准边角关系）可得：
由此得到斜对物体的垂直作用力为：
由牛顿第三定律（作用力和反作用力的关系）可知：
物体对斜面的压力的大小为：
探究活动
作图法
根据力的平行四边形定则，利用直尺（一般常用的是毫米刻度尺）去求几个力的合力或去求合力的某一个分力．利用作图法解决共点力作用下物体的平衡问题，虽然此种方法简洁、直观、方便，但由于在利用作图法过程中误差的存在（包括作图误差、视图误差、测量误差等）不可避免，得到的结果太粗糙．因此，我们在解题时一般不用作图法．而只是在探讨力的变化规律及相互关系时使用．
题1验证两个分力和合力的关系遵从平行四边形定则
题2探讨随着两个共点力大小及夹角发生变化时合力的变化规律
上面两个例题请同学们自己用直尺动手作一下实地的研究．
物理教案－力矩平衡条件的应用
学目标
知识目标
1、理解力臂的概念，
2、理解力矩的概念，并会计算力矩
能力目标
1、通过示例，培养学生对问题的分析能力以及解决问题的能力
情感目标：
培养学生对现象的观察和探究能力，同时激发学习物理的兴趣。
典型例题
关于残缺圆盘重心的分析
例1一个均匀圆盘，半径为，现在在园盘靠着边缘挖去一个半径为的圆孔，试分析说明挖去圆孔后，圆盘的重心在何处．
解析：由于圆盘均匀，设圆盘的单位面积的重力为，
为了思考问题的方便，我们设想在大圆盘的另一侧对称地再挖去一个半径等于的小圆，如图所示，我们要求的是红色的小圆盘与灰色部分的重心位置，根据对称性，一定是大圆圆心与小圆圆心连线上，设，则．
如果我们用手指支撑在点，则这个物体会保持平衡，这两部分的重心对点的力矩满足平衡条件．这两部分的重力分别是及．
可列出力矩平衡方程
解方程，得出：．
关于一端抬起的木杆重力问题
例2一个不均匀的长木杆，平放在地面上，当我们抬起它的一端（另一端支在地面上），需要用500N的力；如果抬另一端，发现这回需要用800N才能抬起．请分析说明这根木杆的重力是多少？
解析：设木杆长为，重力为，已知抬起端时用力为500N，抬起端时用力大小为800N．可以假设木杆的重心距端为，距端为．
抬端时，以端点为轴由力矩平衡条件可得
抬端时，以端点为轴由力矩平衡条件可得
联立上面的两方程式可得
关于圆柱体滚台阶的问题
例3如图所示，若使圆柱体滚上台阶，要使作用力最小，试分析作用力的作用点应作用在圆柱体截面的什么位置？
解析：根据题意：
在圆柱体滚上台阶的过程中，圆柱体与台阶相接处为转动轴．
由固定转动轴物体的平衡条件可知：在匀速转动时圆柱体的重力的力矩应与作用力的力矩相等．又因为圆柱体的重力和它对转动轴的力臂是确定的，所以要使作用力最小其力臂一定最长，又因为转动轴在圆柱体的边缘上，作用力的作用点也要在圆柱体的边缘上，要想作用力的力臂最长就只有圆柱体截面的直径，如图；作用力的方向是垂直圆柱体截面直径向上，如图所示：
第四章 物体的平衡（二、共点力平衡条件的应用）
第四章物体的平衡（二、共点力平衡条件的应用）
教学目标：
一知识目标
1．能用共点力的平衡条件，解决有关力的平衡问题；
2．进一步学习受力分析，正交分解等方法。
二能力目标：
学会使用共点力平衡条件解决共点力作用下物体平衡的思路和方法，培养学生灵活分析和解决问题的能力。
三德育目标：
培养学生明确具体问题具体分析：
教学重点：
共点力平衡条件的应用
教学难点：
受力分析、正交分解、共点力平衡条件的综合应用。
教学方法：
讲练法、归纳法
教学用具：
投影仪、投影片
教学步骤：
一导入新课
1．用同应片出示复合题：
（1）如果一个物体能够保持或，我们就说物体处于平衡状态。
（2）当物体处于平衡状态时：
a：物体所受各个力的合力等于，这就是物体在共点力作用下的平衡条件。
b：它所受的某一个力与它所受的其余外力的合力关系是。
2．学生回答问题后，师进行评价和纠正。
3．引入：本节课我们来运用共点力的平衡条件求解一些实际问题。
二新课教学
（一）用投影片出示本节课的学习目标：
1．熟练运用共点力的平衡条件，解决平衡状态下有关力的计算。
2．进一步熟练受力分析的方法。
（二）学习目标完成过程：
1．共点力作用下物体的平衡条件的应用举例：
（1）用投影片出示例题1：
如图所示：细线的一端固定于A点，线的中点挂一质量为m的物体，另一端B用手拉住，当AO与竖直方向成角，OB沿水平方向时，AO及BO对O点的拉力分别是多大？
（2）师解析本题：
先以物体m为研究对象，它受到两个力，即重力和悬线的拉力，因为物体处于平衡状态，所以悬线中的拉力大小为F＝mg。
再取O点为研究对像，该点受三个力的作用，即AO对O点的拉力F1，BO对O点的拉力F2，悬线对O点的拉力F，如图所示：
a：用力的分解法求解：
将F＝mg沿F1和F2的反方向分解，得到
得到
b：用正交分解合成法求解
建立平面直角坐标系
由Fx合=0;及Fy合=0得到:
解得:
2．结合例题总结求解共点力作用下平衡问题的解题步骤：
（1）确定研究对象
（2）对研究对象进行受力分析，并画受力图；
（3）据物体的受力和已知条件，采用力的合成、分解、图解、正交分解法，确定解题方法；
（4）解方程，进行讨论和计算。
3．学生用上述方法求解课本上例1，并抽查部分同学的答案在投影仪上进行评析。
4．讲解有关斜面问题的处理方法：
（1）学生阅读课本例2，并审题；
（2）分析本题；
a：定物体A为研究对于；
b：对物体A进行受力分析。
物体A共受四个力的作用：竖直向下的重力G，水平向右的力F1，垂直于斜面斜向上方的支持力F2，平行于斜面向上的滑动摩擦里F3，其中G和F1是已知的，由滑动摩擦定律F3＝uF2可知，求得F2和F3，就可以求出u。
c：画出物体的受力图：
d：本题采用正交分解法：
对于斜面，常取平行于斜面的方向为x轴，垂直于斜面的方向为y轴，将力沿这两个方向分解，应用平衡条件求解：
e：用投影片展示本题的解题过程：
解：取平行于斜面的方向为x轴，垂直于斜面的方向为y轴，分别在这两个方向上应用平衡条件求解，由平衡条件可知，在这两个方向深的合力Fx合和Fy合应分别等于零，即
5．巩固训练：
如图所示：重为G＝10N的小球在竖直挡板作用下静止在倾角为30o的光滑斜面上，已知挡板也是光滑的，求：
（1）挡板对小球弹力的大小；
（2）斜面对小球弹力的大小。
三小结
本节课我们主要学习了以下几点：
1．应用共点力平衡条件解题时常用的方法--力的合成法、力的分解法、正交分解法
2．解共点力作用下物体平衡问题的一般步骤：
（1）定研究对象；
（2）对所选研究对象进行受力分析，并画出受力示意图
（3）分析研究对象是否处于平衡状态；
（4）运用平衡条件，选用适当方法，列出平衡方程求解。
四作业
