第3节　共点力的平衡

共点力的平衡第3节(赋能课—精细培优科学思维)课标要求层级达标能用共点力的平衡条件分析生产生活中的问题。学考层级1.能对物体进行简单的受力分析。2.形成初步的平衡状态的概念，解决简单的实际问题。3.通过对简单的平衡问题分析推理的过程，获得一定的结论。4.形成与力平衡相关的初步的相互作用观念。选考层级1.会运用共点力的平衡概念解决实际问题。2.能将实际问题中的对象和过程转换成所学的物理模型。3.通过三角函数、几何关系等对力与平衡问题的分析和推理过程，能从不同角度解决力与平衡问题。0102目录课前预知教材落实主干基础课堂精析重难深度发掘知能课前预知教材落实主干基础一、物体的平衡状态1．平衡状态：物体_____或做_________运动时所处的状态。2．高中物理研究的两种平衡(1)静态平衡：物体处于静止的状态。其特征是物体的速度为零(v＝0)，加速度为零(a＝0)，所受合外力为零(F合＝0)。(2)动态平衡：物体处于匀速直线运动的状态。其特征是物体的速度为恒定值(v≠0)，加速度为零(a＝0)，所受合外力为零(F合＝0)。静止匀速直线力学中，当物体“缓慢运动”时，可视为速度很小，接近于0，往往认为“缓慢运动”的物体处于平衡状态。二、共点力的平衡条件1．物体的平衡条件：共点力作用下物体的平衡条件是合力为___，即F合＝0。2．力的平衡：若作用在物体上的几个共点力的合力为零，这种情况叫作力的平衡。零1．F合＝0是物体处于平衡状态的充分必要条件，即若物体处于平衡状态，一定有F合＝0；若F合＝0，则物体一定处于平衡状态。2．“静止”的物体一定处于平衡状态，但v＝0的物体不一定处于平衡状态(如竖直上抛的物体达到最高点时)。1．如图所示，斧头、瓶子均处于静止状态，请对以下结论作出判断：(1)斧头、瓶子的加速度均为零。

()(2)斧头、瓶子均处于平衡状态。

()(3)斧头、瓶子所受的合力不一定为零。

()[微情境·大道理]√√×2．图中的巨石、扶梯上的人分别受到两个力作用而处于平衡状态，这两个力满足什么条件？提示：大小相等，方向相反，即合力为零。强化点(一)物体的受力分析[要点释解明]1．受力分析的意义在力学中，决定物体运动状态变化与否的唯一因素是物体的受力情况，正确的受力分析是解决平衡或不平衡问题的前提。课堂精析重难深度发掘知能2．受力分析常用的两种方法项目整体法隔离法概念将加速度相同的几个物体作为一个整体来分析的方法将研究对象与周围物体分隔开分析的方法选用原则研究系统外的物体对系统整体的作用力或系统整体的加速度研究系统内物体之间的相互作用注意问题受力分析时不再考虑系统内物体之间的相互作用一般隔离受力较少的物体3．受力分析的步骤(1)明确研究对象：研究对象可以是质点、结点、单个物体或多个物体组成的系统。(2)按顺序分析物体所受的力：一般按照重力、弹力、摩擦力、外力的顺序分析。弹力和摩擦力都属于接触力，看研究对象与其他接触物体有几个接触面或接触点，每个接触面对研究对象都可能产生两个接触力，应根据弹力和摩擦力的判断方法逐一排查。(3)画受力分析图，标明力的方向。(4)检查每一个力能否找到施力物体。[典例]

如图所示，物体A放在物体B上，物体B为斜面体，且放在粗糙的水平地面上，A、B均静止不动，则物体B的受力个数为(

)A．2个

B．3个C．4个

D．5个[解析]

对物体A受力分析，如图甲所示；由于A、B均静止，故可将A、B视为一个整体，受力分析如图乙所示，其水平方向无外力作用，B相对地面也就无运动趋势，故地面对B无摩擦力；对物体B受力分析，如图丙所示，物体B共受到四个力，选项C正确。[答案]

C/方法技巧/受力分析中如何防止“多力”或“漏力”(1)防止“多力”：对每个力都要找出其施力物体，若某个力找不到施力物体则说明该力不存在；另外合力与分力不能重复分析。

(2)防止“漏力”：按正确的顺序(即重力→弹力→摩擦力→其他力)进行受力分析是保证不“漏力”的有效措施。

1．(2023·浙江1月学考)如图所示，在2022年北京冬奥会单板大跳台比赛中，

一位运动员从跳台上腾空而起。运动员和单板在空中时，受到的力有

(

)A．重力、冲力 B．重力、空气阻力C．重力、空气阻力、冲力

D．空气阻力、冲力[题点全练清]答案：B

解析：运动员和单板在空中时，受到重力和空气阻力，没有冲力，选项B正确。2.

建筑工人用如图所示的定滑轮装置运送建筑材料。质量为70.0kg的工人站在地面上，通过定滑轮将20.0kg的建筑材料以2m/s的速度匀速拉升，忽略绳子和定滑轮的质量及定滑轮的摩擦，则地面对工人的支持力大小为(g取10m/s2) (

)A．200N B．500NC．700N D．900N答案：B

解析：对建筑材料进行受力分析，根据二力平衡的条件有F＝mg，得绳子的拉力大小F＝200N；然后对工人进行受力分析，由平衡条件得Mg＝F＋FN，得地面对工人的支持力FN＝500N，B正确。3．如图所示，放在粗糙水平面上的物体A上叠放着物体B。A和B之间有一根处于压缩状态的弹簧。A、B均处于静止状态，下列说法中正确的是

(

)A．B受到向左的摩擦力B．B对A的摩擦力向右C．地面对A的摩擦力向右D．地面对A没有摩擦力答案：D

解析：对物体B进行受力分析，竖直方向受重力和支持力，水平方向上受摩擦力和向左的弹力，因为B保持静止，所以A对B有向右的摩擦力，则B对A的摩擦力向左，故A、B错误；A、B整体在水平方向不受其他外力作用，因此没有向左或向右的运动趋势，地面对A没有摩擦力，故C错误，D正确。强化点(二)共点力的平衡条件任务驱动图甲所示物体静止于斜面上；图乙所示物体沿斜面匀速下滑；图丙所示物体沿斜面向上滑，刚好到达光滑斜面的最高点；图丁所示物体与斜面一起向左加速运动。(1)甲、乙、丙、丁四个物体中谁处于平衡状态？(2)甲、乙、丙、丁四个物体中谁的合外力为零？提示：(1)甲、乙(2)甲、乙1．共点力平衡的条件(1)从运动学的角度理解：处于平衡状态的物体处于静止或匀速直线运动状态，此种状态其加速度为零，即处于平衡状态的物体加速度为零；反过来加速度为零的物体一定处于平衡状态。[要点释解明]2．平衡条件的推论(1)二力平衡：这两个共点力大小相等、方向相反。(2)三力平衡：任意两个力的合力必与第三个力等大、反向，作用在同一条直线上，即与第三个力相平衡，如图所示。(3)物体在n个共点力同时作用下处于平衡状态时，这些力在任何一个方向上的合力均为零。其中任意(n－1)个力的合力必定与第n个力等值反向，作用在同一直线上。(4)物体在多个共点力作用下处于平衡状态时，各力首尾相接必构成一个封闭的多边形。1．物体受到共点力作用，下列图像能说明物体受力平衡的是(

)[题点全练清]答案：A

解析：物体在共点力作用下处于平衡状态时，处于匀速直线运动状态或静止状态，其加速度为零，合外力为零，故只有选项A正确。2.

徒手攀岩，属于攀岩的一种，是指不借助任何辅助工具进行攀登。某次徒手攀岩比赛中，一运动员沿如图所示的路径从A点缓慢爬至高处的B点。关于该过程中岩壁对运动员作用力的大小，下列说法正确的是

(

)A．不变

B．逐渐增大C．先增大后减小

D．先减小后增大答案：A

解析：运动员从A点缓慢爬至高处的B点过程中，始终处于平衡状态，根据物体的平衡条件可知，岩壁对运动员的作用力与其受到的重力大小相等，方向相反，即竖直向上，作用力大小始终不变，故A项正确。3．(2023·青岛高一月考)(多选)

如图所示，粗糙的水平桌面上静止放着一盏台灯，该台灯可通过支架将灯头进行前后调节，对于台灯的受力，下列说法正确的是

(

)A．台灯受到水平向右的摩擦力B．台灯所受的合外力为零C．支架对灯头的作用力方向竖直向上D．若将灯头向上调节一点，则桌面对台灯的支持力变大答案：BC解析：台灯水平方向受力为零，不受摩擦力作用，A错误；台灯处于静止状态，则所受的合外力为零，B正确；支架对灯头的作用力与灯头的重力等大反向，则支架对灯头的作用力方向竖直向上，C正确；对台灯整体，若将灯头向上调节一点，整体的重力不变，则桌面对台灯的支持力仍等于台灯的重力，D错误。强化点(三)静态平衡问题[要点释解明]求解静态平衡问题常用的方法方法内容合成法物体受三个共点力的作用而平衡，则任意两个力的合力一定与第三个力大小相等，方向相反效果分解法物体受三个共点力的作用而平衡，将某一个力按力的效果分解，则其分力和其他两个力满足平衡条件正交分解法物体受到三个或三个以上力的