共点力平衡专题-完整版课件

共点力的平衡一、平衡状态一个物体在共点力作用力下，如果保持静止或者做匀速直线运动，我们就说这个物体处于平衡状态。NGFfNG静止在桌面上的木块匀速行驶的汽车静止与速度v＝0是一回事吗？思考竖直向上抛出一个物体，当物体到达最高点时，速度为0,合外力为0吗？G1、二力平衡条件：两个力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。FNGGF2、三力平衡条件：任意两个力的合力与第三个力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。GF1F2FGF1F2GF例：如图所示，斜面上的物体保持静止状态，下列结论正确的是 A、物体所受的重力与弹力的合力方向垂直斜面向上B、物体所受的弹力与摩擦力的合力方向竖直向上C、物体所受重力、弹力、摩擦力的合力方向沿斜面向下D、物体所受重力、弹力、摩擦力中任两个力的合力必与第三个力大小相等、方向相反FNFfGBD如图所示，物体在五个共点力的作用下保持静止，如果撤去力,而保持其余四个力不变，请说出这四个力的合力的大小和方向。3多力平衡条件：物体受到几个共点力的作用而平衡时，其中的任意一个力必定与余下的其他力的合力等大、反向、共线。二、共点力作用下物体平衡的特点合外力为零即：F合=0ABOθFAFBGFA=F1=GsinθFB=F2=GcosθFA=GsinθFB=Gcosθ沿OA方向：F1－FA=Gsinθ－FA＝0沿OB方向：F2－FB=Gcosθ－FB＝0F1F2θθ三、求解平衡的方法1合成法和分解法（一般用于3个力的情况）例如图所示,在斜面上,放一重力为G的光滑小球,球被挡板挡住不下滑,求：斜面和挡板对球的弹力大小。GF1F2Fθ变式1如图所示,在斜面上,放一重力为G的光滑小球,球被挡板挡住不下滑,求：斜面和挡板对球的弹力大小。变式2重力为G的物体用如图所示的OA、OB、OC三根细绳悬挂处于静止状态,已知细绳OA处于水平,OB与竖直方向成60°角,求细绳OA、OB张力的大小。C600ABOOF1F2F3F解：对物体受力分析,对绳子O点受力分析F1=GF2=F/cos600=2G

F3=Ftan600ABCθmF1F2xyFACFBCFT=mg水平方向：F1－FBC=mgcosθ－FBC＝0竖直方向：F2－mg=FACsinθ－mg＝02正交分解法（三个力以上）例3、在水平地面上有一质量为10g的物体，它受到与水平方向成370角斜向上的30N的拉力作用静止，g=10m/s2，求地面对物体的支持力和摩擦力。（sin370=06,cos370=08）正交分解法解题步骤：①确定研究对象；②对研究对象进行受力分析，画好受力图并判断物体是否处于平衡状态；③建立直角坐标系（原则是尽量减少力的分解）；④根据平衡条件列平衡方程⑤解方程组，必要时验证结论。正交分解法是力学解题中应用最普遍的方法，应注意学习。如图所示，有一质量为m、横截面为直角三角形的物块ABC，∠ABC＝α，AB边靠在竖直墙面上，F是垂直于斜面BC的推力．若物块静止不动，则摩擦力的大小为A．mgB．FsinαC．mg＋FsinαD．不知摩擦因数，故无法确定

C练一练：一质量为m的物块恰好静止在倾角为θ的斜面上。现对物块施加一个竖直向下的恒力F，如图所示，则物块（ ）A．仍处于静止状态B．沿斜面加速下滑C．受到的摩擦力不变D．受到的合外力增大解析：由于质量为m的物块恰好静止在倾角为θ的斜面上，说明斜面对物块的作用力与物块的重力平衡．对物块施加一个竖直向下的恒力F，使得合力仍然为零，故物块仍处于静止状态，A正确，B、D错。摩擦力由mgsinθ增大到F＋mgsinθC错。A练一练：课堂小结一、平衡态：静止或匀速直线运动状态二、共点力平衡条件：F合=0三、平衡问题的解决方法：合成法、分解法和正交分解法θ如图所示，一物体质量为m，被一轻绳悬挂并固定在竖直墙面上，现逐渐缩短绳子长度，问：1绳对物体的拉力如何变化？2墙面对物体的支持力如何变化？共点力的作用下动态平衡常见问题θ如图所示，一物体质量为m，在光滑斜面上被一档板档住，现将档板逐渐放平，物体缓慢下滑，问：1斜面对物体的支持力如何变化？2档板对物体的支持力如何变化？共点力的作用下动态平衡常见问题如图所示，细绳AO、BO等长，A点固定不动，在手持B点沿圆弧向C点缓慢运动过程中，绳BO的张力将（）A．不断变大B．不断变小C．先变大再变小D．先变小再变大D解析：选O点为研究对象，O点受三力作用而平衡。此三力构成一个封闭的动态三角形，如图所示。很容易看出，当FB与FA垂直时，即αβ＝90°时，FB取最小值。因此，选项D正确。共点力的作用下动态平衡常见问题如图所示，一物体质量为m，与斜板间的滑动摩擦因数为μ，斜板与地面夹角为θ，现将斜板抬高，物体扔保持静止，问：1斜面对物体的支持力和摩擦力如何变化？2当角度多大时，物体刚好开始下滑？yxGFN=mgcosθFf=mgsinθ对物体受力分析如图所示：由正交分解法可知，此时FN=mgcosθFf=mgsinθ当斜面不断抬高，斜面倾角θ变大，FN、Ff的函数解析式未变，由三角函数的单调性可知，FN减小，Ff增大，当Ff=μFN时，物块刚好开始下滑。GyGx国家大剧院外部呈椭球型．假设国家大剧院的屋顶为半球形，一保洁人员为执行保洁任务，必须在半球形屋顶上向上缓慢爬行他在向上爬的过程中（ ）A．屋顶对他的摩擦力不变B．屋顶对他的摩擦力变大C．屋顶对他的支持力不变D．屋顶对他的支持力变大D解析：缓慢爬行可以看成任意位置都处于平衡状态．对保洁员进行受力分析并建立平衡方程：摩擦力f＝mgsinθ，支持力N＝mgcosθ，向上爬时θ减小，所以f减小、N增大。光滑半球面上的小球被一通过定滑轮的力F由底端缓拉到顶端的过程中，试分析绳的拉力F及半球面对小球的支持力FN的变化情况OARLBβαC动态平衡中，合力不变两个分力的大小和方向均发生变化此类情景可选用三角形相似法F1与F2的方向均变化，此时力的平行四边形的形状变化规律不直观，力随角度变化的关系也难建立

共点力的作用下动态平衡常见问题如图所示，AC是上端带定滑轮的固定竖直杆，质量不计的轻杆BC一端通过铰链固定在C点，另一端B悬挂一重为G的物体，且B端系有一根轻绳并绕过定滑轮A，用力F拉绳，开始时∠BCA＞90°，现使∠BCA缓慢变小，直到杆BC接近竖直杆AC此过程中，轻杆B端所受的力A．大小不变 B．逐渐增大C．逐渐减小 D．先减小后增大

A共点力的作用下系统平衡整体法与隔离法是分析系统平衡或动态平衡问题的常用方法。分析系统外力时，优先考虑整体法，分析系统内力时，优先考虑隔离法，有时即使分析系统外力，也必须采用隔离法先分析某些物理量及其变化。两球a、b质量分别为ma和mb、直径分别为da和dbda>db。将a、b球依次放入一竖直放置、内径为dda<d<da＋db的平底圆筒内，如图所示。设a、b两球静止时对圆筒侧面的压力大小分别为f1和f2，筒底所受的压力大小为F。已知重力加速度大小为g，若所有接触都是光滑的，则（ ）AA．F＝ma＋mbg，f1＝f2C．mag<F<ma＋mbg，f1＝f2B．F＝ma＋mbg，f1≠f2D．mag<F<ma＋mbg，f1≠f2如图所示，物体A、B、C叠放在水平桌面上，水平力F作用于C物体，使A、B、C以共同速度向右匀速运动，且三者相对静止，那么关于摩擦力的说法，正确的是（ ）A．C不受摩擦力作用B．B不受摩擦力作用C．A受摩擦力的合力为零D．以A、B、C为整体，整体受到的摩擦力为零BC如图所示，位于水平桌面上的物块，滑轮的质量、滑轮轴上的摩擦都不计，若用一水平向右的力F拉gB、3μmgC、2μmgD、μmg解析：选整体为研究对象，有F=2T2μmg,选Q为研究对象，有T=μmg，因此有F=4μmg。因此选项A正确。FQPA如图所示，质量分别为m1、m2的两个物体通过轻弹簧连接，在力F的作用下一起沿水平方向做匀速直线运动m1在地面上，m2在空中，力F与水平方向成θ角．则关于m1所受支持力FN和摩擦力f的大小正确的是 A．FN＝m1g＋m2g－FsinθB．FN＝m1g＋m2g－FcosθC．f＝FcosθD．f＝FsinθAC将质量为m1、m2的两个物体看做整体，受力分析如根据平衡条件得f＝Fcosθ，FN＋Fsinθ＝m1＋m2g，则FN＝m1＋m2g－Fsinθ。用轻质细线把两个质量未知小球悬挂起来，如图。今对小球a持续施加一个向左偏下30º的恒力，