师：同学们，今天我们一起来学习必修一第三单元第六节共点力的平衡条件及其应用。在自然界和日常生活中，物体的平衡现象十分常见，像婀娜多姿的平衡鸟，体育比赛中平衡木上的运动员，都处于平衡状态。现代高耸的广州塔以及各式各样的斜拉桥，也都利用了平衡原理。自然界物体的平衡构成奇异景色，生活中物体的平衡构成美丽画卷，基于平衡原理制成的技术产品，改变着我们的生活和周围世界。
本节课我们主要探究共点力作用下的平衡条件。什么是共点力呢？我们以被吊起的物体为例分析。这是一个被缓慢吊起处于平衡状态的盒子，我们以所有绳子绑在一起的节点 o 为研究对象，它受到上方绳子的拉力，以及下方 5 个绳子的拉力。这些力交于一点，我们把交于一点的力称为共点力。
以桥梁为例，看看以下两座桥的受力是否属于共点力。第一幅图是钱塘江大桥，属于梁桥；第二幅图是港珠澳大桥，属于斜拉桥。我们简化模型，只考虑由桥面和桥墩构成的梁桥，以及由索塔、斜拉索和桥面构成的斜拉桥，分析它们分别受到哪些力。以梁桥的桥面为研究对象，它受到重力和支持力，这些力显然不是共点力。以斜拉桥的桥面为研究对象，它受到重力以及绳子的拉力，这些力虽然不交于一点，但力的作用线交于一点，我们也称其为共点力。所以，交于一点或者力的作用线交于一点的力，称为共点力。
在初中我们已知道，物体处于静止或匀速直线运动状态，称为平衡状态。如果物体受到共点力作用，且处于静止或匀速直线运动状态，就叫做共点力的平衡。比如斜拉桥模型，还有静止的挂画、被缓慢提升的广告牌、匀速降落的运动员等，都是在共点力作用下处于平衡状态。
那共点力平衡的条件是什么呢？我们以搭建桥为例。如果给大家一个索塔、一块木板和一根绳子，怎样搭建能让桥处于平衡状态？根据初中二力平衡知识，理论上可以用一根绳子悬挂在重心处，此时桥面受重力和拉力，二者等大反向处于平衡状态，但现实中这样的桥一旦有车行驶就会倾斜。
如果再提供一根钢索，怎样搭建出平衡且不易倾斜的桥梁呢？我们可以利用索塔用钢丝左右悬挂，形成斜拉桥模型。这是我制作的港珠澳大桥模型，下面通过视频看看这座桥是如何搭建的。（播放视频）这是港珠澳大桥模型，索塔是中国结造型，这是桥面，斜拉索由钢丝制成，现在桥面在自身重力和钢索拉力作用下处于静止。现在我把载有货物的大货车放在桥上。（视频中桥失去平衡，斜拉索断裂）大家思考一下，加上货车后钢索为什么会断裂？因为放上货车后绳子承受力太大，超过了限度。如果你是桥梁设计师，有什么方法解决这个问题？要解决这个问题，就需要知道钢索承受拉力大小，这就需要把实际问题转化为物理模型，这种思想叫建模。
我们选择桥面和桥上的小汽车作为研究对象，它受到重力和两个拉力，这三个力是共点力，构成共点力平衡模型。把这三个力画到一个点上，已知重力为 G ，要计算绳子拉力，需先探究物体在这三个力作用下的平衡条件。根据初中二力平衡条件是合外力为零，对于三个力的模型，我们可以应用理论推理方法，把两个拉力合成，三力就变成二力，从而推理出三个力平衡的条件也是合外力等于 0 。
推理是否正确需要实验验证。现在给每个小组提供三个测力计、一个带有标度的白纸、一个小圆环和若干棉线，请大家一边设计实验，一边思考以下问题：第一，如何让小圆环在三个共点力作用下处于平衡状态？第二，如何得到力的大小和方向？第三，如何验证三力平衡的条件是合外力为零？现在开始实验。
（学生实验过程）令小圆环在三个拉力作用下保持静止状态，读出 F1 的方向和大小：2.55 牛；读出 F2 的大小和方向：1.50 牛；读出 F3 的大小和方向：1.60 牛。
完成操作后进行作图。首先把标度定为 0.25 牛，在纸面上画出三个力的大小和方向，再利用平行四边形定则把 F2 和 F3 的合力 F23 画出来。我们发现 F1 和 F23 几乎等大反向，这说明三个力的合力为 0 ，验证了我们的推理，即物体受到三个共点力保持静止的条件是合外力等于零。平衡除了静止，还有匀速直线运动，那么做匀速直线运动的物体是否也满足这个条件呢？下面用小汽车和传感器来探索。
这是小车，它可以在电动机作用下做匀速直线运动。小车上方挂有两个拉力传感器和一个钩码，现在钩码在两个拉力和自身重力作用下保持静止，处于平衡状态，我们看到两个拉力读数分别是 1.61 和 1.45 。现在我启动电动机，让小车带着钩码做匀速直线运动，看看两个拉力传感器示数如何变化。