第八讲受力分析与物体的平衡
受力分析_物体的平衡
GA＝FN sin45① 三角形劈的平衡方程为： Ff m＝FN sin45② FNB＝G＋FN cos45③ 另有Ff m＝ FNB ④ 由②③④式可得：FN ＝
G
2 1 2
而FN＝FN ，代入①式可得：GA＝
1
G.
方法点拨：处理平衡物体中的临界问题和 极值问题，首先仍要正确受力分析，搞清临界 条件并且要利用好临界条件，列出平衡方程， 分析极值问题时，要善于选择物理方法和数学 方法，做到数理的巧妙结合．对于不能确定的 临界状态，我们采取的基本思维方法是假设推 理法，即先假设为某状态，然后再根据平衡条 件及有关知识列方程求解．
一、物体受力分析的原则
解答：1．根据力的概念，从施力物体出 发，进行受力分析．
2．从力产生的原因出发，进行受力分析， 一般场力(重力、电场力、磁场力)主要依据这 一点进行受力分析．
3．从物体所处的状态(平衡和非平衡态)入 手结合各种力的特点，然后根据平衡条件或牛 顿运动定律进行分析判断．
二、运用正交分解法解决物体的平衡问题的主 要依据是什么？
2．正交分解法在解决平衡问题中的运用 例2：质量为m的木块在推力F作用下，在水 平地面上做匀速运动，如图2-3-3所示．已知木 块与地面间的动摩擦因数为μ，那么木块受到的 滑动摩擦力为下列各值中的哪个( ) A．μmg C．μ(mg＋Fcosθ) B．μ(mg＋Fsinθ) D．Fcosθ
解析：木块匀速运动时受到四个力的作用： 重力mg、推力F、支持力FN、摩擦力Fμ.沿水平方 向建立x轴，将F进行正交分解，如图(这样建立坐 标系只需分解F)，由于木块做匀速直线运动，所 以，在x轴上，向左的力等于向右的力(水平方向 二力平衡)；在y轴上向上的力等于向下的力．即
物体受力分析及平衡
物体受力分析及平衡在我们的日常生活和物理学的研究中，物体的受力分析及平衡是一个极其重要的概念。
它不仅帮助我们理解物体的运动状态，还在工程设计、建筑结构、机械制造等众多领域有着广泛的应用。
让我们先从最基本的概念说起。
什么是力？力是一个能够改变物体运动状态的物理量。
它既有大小，又有方向，是一个矢量。
当我们对一个物体进行受力分析时，就是要找出所有作用在这个物体上的力，并明确它们的大小和方向。
比如说，一个放在水平桌面上的书，它受到竖直向下的重力，桌面对它竖直向上的支持力。
这两个力大小相等，方向相反，书就处于平衡状态，也就是静止不动。
再来看一个稍微复杂点的例子，一个被绳子吊着的物体。
除了重力，它还受到绳子的拉力。
如果物体静止或者匀速直线运动，那么拉力和重力的大小相等，方向相反。
那如何进行准确的受力分析呢？首先，我们要明确研究对象。
是单个物体，还是由多个物体组成的系统？确定好研究对象后，我们要按照一定的顺序去分析力。
通常，我们先分析重力，因为重力总是竖直向下的，且作用在物体的重心上。
然后再分析接触力，比如弹力、摩擦力等。
如果物体与其他物体有接触，就要考虑是否存在支持力、压力、拉力等弹力；如果接触面不光滑，且物体有相对运动或相对运动的趋势，那就可能存在摩擦力。
在分析力的过程中，要注意防止漏力或添力。
比如，一个物体在粗糙斜面上静止，我们可能会错误地认为它受到一个沿斜面向上的力，而实际上，如果没有其他外力作用，只有重力、斜面的支持力和摩擦力。
物体的平衡状态又分为两种：静态平衡和动态平衡。
静态平衡就是物体处于静止状态，而动态平衡则是物体做匀速直线运动。
对于处于平衡状态的物体，它们所受的合力一定为零。
这是一个非常重要的原则。
如果物体在水平方向上受力平衡，那么水平方向上各个力的合力为零；如果在竖直方向上受力平衡，那么竖直方向上各个力的合力也为零。
我们通过一些简单的例子来加深理解。
比如，一个人用绳子水平拉着一个箱子在粗糙地面上匀速前进。
物体的力学平衡与受力分析
物体的力学平衡与受力分析力学平衡是物理学中的一个重要概念，用于描述物体处于静止或匀速直线运动状态时所需满足的条件。
力学平衡涉及到物体所受到的各种力的平衡关系以及受力分析，是理解物体力学性质的基础。
在本文中，我们将探讨物体力学平衡的原理以及受力分析的相关概念。
为了让物体保持力学平衡，有三个重要的条件需要满足。
首先，物体在平衡状态下要保持力的合力为零。
这意味着物体受到的所有力的矢量和为零，即ΣF=0。
其次，物体在平衡状态下要保持力的合力矩为零。
力的合力矩为零意味着物体受到的所有力的力矩的代数和为零，即Στ=0。
最后，物体在平衡状态下要保持力的合力矩绕任意一点的转动中心为零。
这意味着物体受到的所有力的力矩相对于该点的代数和为零，即Στ=0。
通过分析物体所受力的大小、方向和作用点，我们可以进行受力分析，以确定物体的力学平衡条件。
在受力分析中，我们需要考虑物体所受的外力和内力。
外力包括重力、支持力、摩擦力等，而内力则是一些力的相互作用，如弹性力、拉力等。
重力是最常见的外力之一，它是由于物体的质量而产生的。
在受力分析中，我们通常用物体的质量乘以重力加速度来表示重力的大小，即F=mg，其中m是物体的质量，g是重力加速度。
重力的方向往往指向地球的中心。
支持力是一种常见的垂直于支持面的力，它的大小与物体的重力相等，方向与重力方向相反。
支持力的作用是抵消物体的重力，使物体保持静止或匀速直线运动。
摩擦力是物体相对于支持面的运动或趋于运动时产生的一种力。
它可以是静摩擦力或动摩擦力。
静摩擦力是阻止物体开始运动的力，它的大小与物体所受的外力相等，方向与物体趋向运动的方向相反。
动摩擦力是物体运动时受到的阻碍力，它的大小与物体所受的外力相等，方向与物体的运动方向相反。
在受力分析中，我们还需要考虑物体所受的其他外力和内力。
例如，如果物体被拉伸或压缩，我们需要考虑物体内部的弹性力。
如果物体被绳子或链条等连接，我们需要考虑拉力的大小、方向和作用点。
物体的力学平衡与受力分析
物体的力学平衡与受力分析引言：物体的力学平衡与受力分析是力学的核心概念之一，它不仅适用于物理学领域，也广泛应用于工程学和其他自然科学领域。
本教案旨在通过解析物体的力学平衡和受力分析，帮助学生理解物体平衡的条件和受力的性质，进而解决与实际生活和工程应用相关的问题。
一、力的基本概念与分类1. 什么是力？力是物体之间相互作用的结果，在物体上施加力可以改变物体的运动状态。
2. 力的分类按照力的性质和来源，力可以分为重力、弹力、摩擦力、拉力等。
不同的力对物体产生不同的作用。
二、物体力学平衡的条件1. 平衡的定义物体处于平衡状态时，受到的合力为零，物体保持静止或匀速直线运动。
2. 物体平衡的条件物体平衡的条件是合力为零，即力的分量在水平和垂直方向上互相抵消。
3. 平衡的类型平衡可分为静态平衡和动态平衡。
静态平衡是指物体处于静止状态，动态平衡是指物体做匀速直线运动。
三、力的叠加原理1. 引力叠加原理多个力作用在物体上时，可以将它们视为单个力的和，这个力被称为合力或合成力。
引力叠加原理用于求解物体受到多个重力作用时的结果。
2. 分解力原理分解力原理是叠加原理的逆过程，根据平衡条件和几何关系，将合力分解为若干个分力，以便更好地分析物体的受力情况。
四、受力分析与示意图1. 受力分析的步骤受力分析包括画图、列出已知和未知量、设立坐标系、应用力的平衡条件求解未知量的过程。
2. 受力示意图的作用受力示意图是通过图形方式表示物体受力情况的工具，能够直观地展示物体所受的各个力及其相对方向。
五、力矩与力偶1. 力矩的定义力的作用点离物体某个参考点的距离与力的大小的乘积被称为力矩，力矩用于描述力对物体转动的影响。
2. 力偶的概念当两个大小相等、方向相反的力在同一直线上作用在物体上时，它们构成一个力偶，力偶的作用点并不影响物体的转动效果。
六、均衡杆的分析1. 静力学均衡杆是一个经典的物理力学问题，通过对均衡杆的受力分析，可以推导出均衡杆平衡的条件和未知量之间的关系。
物体的平衡与受力分析知识点总结
物体的平衡与受力分析知识点总结一、引言物体的平衡与受力分析是物理学中重要的基础概念，对理解和解决各种物理问题具有重要意义。
本文将对物体的平衡与受力分析的相关知识进行总结，包括平衡的条件、静力学平衡和受力分析等内容。
二、平衡的条件物体的平衡是指物体处于静止或匀速直线运动状态下，不受外力作用或受到的外力合力为零的状态。
要使物体达到平衡，需要满足以下条件：1. 力的平衡：物体所受合力为零。
即∑F = 0，其中∑F表示所有作用在物体上的力的矢量和。
2. 力矩的平衡：物体所受合力矩为零。
即∑M = 0，其中∑M表示所有作用在物体上的力矩的矢量和。
三、静力学平衡静力学平衡是指物体处于静止状态下的平衡。
在静力学平衡中，物体受到的合力和合力矩均为零。
1. 物体受力平衡的条件：a. 重力平衡：物体所受重力和支持力相等，即mg = N，其中m为物体的质量，g为重力加速度，N为支持力。
b. 摩擦力平衡：摩擦力是物体与支撑面接触时产生的一种力，当物体受到的摩擦力与施加在物体上的外力相等时，物体达到平衡。
2. 物体受力矩平衡的条件：a. 力矩平衡定律：在物体达到平衡的条件下，物体所受合力矩为零。
这意味着物体上作用的力矩和逆时针方向的力矩相等。
b. 杠杆原理：根据杠杆原理，当物体在杠杆上达到平衡时，物体所受的力矩为零。
杠杆原理可以用于解决一些复杂的力矩平衡问题。
四、受力分析受力分析是解决与物体平衡和运动相关的问题的重要方法，通过分析物体所受的各个外力及其作用方向和大小，可以确定物体所处的状态和运动情况。
1. 重力：地球对物体的吸引力，作用方向始终指向地心。
2. 弹力：当物体受到弹性物体的压缩或伸展时产生的力，作用方向与物体的接触面垂直，指向物体表面。
3. 支持力：支持物体的力，作用方向与物体接触面垂直，指向物体表面。
4. 摩擦力：物体相对于支撑面的运动方向产生的力，分为静摩擦力和动摩擦力。
5. 合力：作用在物体上的多个力的矢量和，用于判断物体的受力平衡情况。
物体的受力分析与平衡条件
物体的受力分析与平衡条件在物理学中，对于物体的受力分析与平衡条件是研究物体静止或运动状态的基本原理。
通过分析物体所受的力与平衡条件，我们可以揭示物体所处的力学状态，并进一步了解物体的运动规律。
本文将以受力分析与平衡条件为主题，探讨其原理和应用。
1. 受力分析的基本原理受力分析是对物体所受力进行分析和求解的过程。
物体在受到外界作用力时，将产生相应的反作用力。
根据牛顿第三定律，任何两个物体之间的相互作用力大小相等、方向相反。
因此，当我们研究一个物体所受的力时，需要同时考虑物体对其他物体的作用力以及其他物体对该物体的作用力。
2. 平衡条件的理解与应用平衡条件是物体处于静止状态的基本原理。
在平衡条件下，物体所受的合力为零，同时力矩的合为零。
合力为零意味着物体在各个方向上的受力平衡，力矩的合为零意味着物体不受任何转动力矩的作用，保持平衡状态。
平衡条件的应用十分广泛。
例如，在静力学中，通过平衡条件可以分析物体所处的平衡位置。
在工程学中，也需要考虑物体的平衡条件，以保证结构的稳定性和安全性。
在设计桥梁、建筑物等工程中，平衡条件的应用极为重要。
3. 物体的受力分析物体所受的力可以分为两种类型：外力和内力。
外力是指其他物体对该物体施加的作用力，例如拉力、推力、重力等。
内力是物体内部各个部分之间产生的相互作用力，例如弹力、摩擦力等。
受力分析的过程需要综合考虑物体所受的外力和内力，并根据受力平衡条件求解未知力的大小和方向。
在实际问题中，常常需要考虑多个力的叠加和分解，以得到物体的合力和合力矩。
4. 物体的平衡状态物体在受力情况下可能存在三种平衡状态：稳定平衡、不稳定平衡和中立平衡。
稳定平衡指的是物体在被扰动后能够自动回复到平衡位置的状态；不稳定平衡指的是物体在被扰动后无法回复到原来的平衡位置，容易发生滑动、倾倒等运动；中立平衡指的是物体在被扰动后可以保持新的平衡位置。
理解不同平衡状态对于设计和分析物体的稳定性至关重要。
受力分析与物体平衡
Fx 0 Fy 0
⑤解方程(组)，必要时验证结论。
【针对训练2】：如图所示，一个重为G的圆球，
被一段细绳挂在竖直光滑墙上，绳与竖直墙的夹 角为α，则绳子的拉力和墙壁对球的弹力各是多少？
F α Fx
y Fy FN
解：对小球受力分析如图所示，建立 直角坐标系，将拉力沿坐标轴方向分解
x轴方向：FN F sin 0
（已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力）
度？
此题答案： 倾角θ至少要37°
3、下列物体中处于平衡状态的是（ AC
A.站在自动扶梯上匀速上升的人 B.沿光滑斜面下滑的物体 C.在平直路面上匀速行驶的汽车
）
D.做自由落体运动的物体在刚开始下落的瞬间
“保持静止” 与“瞬时速度为零” 是不 同的
4、如图所示，用两根绳子把一重力为G的物体 挂起来，绳子OB是水平的，绳子OA跟水平方 向间夹角为θ，求两根绳子对物体的拉力分别是 A 多大?
教你一招： 怎样把陷在泥坑里的汽车拉出来？
F
【当堂检测】
1、木箱重 500 N，放在水平地面上，一个人用大 小为200N 与水平方向成30°向上的力拉木箱，木 箱沿地平面匀速运动，求木箱受到的摩擦力和地 面所受的压力。
y
FN F
30°
F
Ff F2 G
F1
x
解：对木箱受力分析如图 并建坐标系
由于物体处于平衡状态，所以：
（1）最后分析已知力
（2）先分析重力（方向总是竖直向下） （3）再分析弹力（用假设法判断） （4）接着分析摩擦力（用假设法判断）
注意：
(1)分析的是研究对象受到的力，不是研究对象施加的力 (2)有几个接触面就可能有几个弹力 (3)有弹力的接触面上才可能有摩擦力 (4)受力物体在一个接触面上最多只受一个弹力和一个摩擦 力作用 （5）在不考虑物体的转动时，作力的示意图时可以将作用 点平移到物体的重心上
工程力学中的物体平衡与受力分析
工程力学中的物体平衡与受力分析工程力学是工程学科中的重要基础课程，其中物体平衡与受力分析是其核心内容之一。
本文将从力的基本概念入手，介绍物体平衡的条件以及受力分析的方法，旨在帮助读者更好地理解和应用工程力学中的物体平衡与受力分析。
一、力的基本概念力是物体之间相互作用的结果，可以引起物体的位移或变形。
根据力的性质，可以将力分为接触力和非接触力。
接触力是指两个物体之间直接接触而产生的力，如物体的支持力、摩擦力等；非接触力是指两个物体之间不直接接触而产生的力，如重力、电磁力等。
二、物体平衡的条件在工程力学中，物体平衡是指物体处于静止状态或匀速运动状态的条件。
为了使物体处于平衡状态，需要满足以下两个条件：1. 合力为零：当物体处于平衡状态时，所有作用在物体上的力的合力应等于零。
即∑F=0，其中∑F表示所有作用在物体上的力的矢量和。
2. 扭矩为零：除了合力为零外，物体在平衡状态下还需要满足扭矩为零的条件。
扭矩是力对物体产生转动效果的量度，可以通过力的矩来计算。
对于物体的平衡，∑M=0，其中∑M表示所有作用在物体上的力的扭矩之和。
三、受力分析的方法在进行物体受力分析时，可以采用以下步骤：1. 画出受力图：根据问题描述，画出物体受到的所有外力的作用线，长度表示力的大小，并标明力的方向。
2. 选取合适的参考系：为了方便计算，选择一个合适的参考系，确定坐标轴的正方向。
3. 分解力：将所有外力按照坐标轴的方向进行分解，分解为平行于坐标轴的分力。
4. 受力平衡方程：根据物体平衡的条件，编写受力平衡方程，将所有分力的代数和等于零。
5. 解方程求解：根据受力平衡方程，解方程组，计算未知力的大小或其他需要的力学量。
四、实例分析为了更好地理解物体平衡与受力分析的应用，我们来看一个实际例子：假设有一个悬挂在天花板上的吊扇，如图所示。
假设吊扇的质量为m，重力为G，绳子的张力为T，风对吊扇叶片的阻力为F。
（插入图片：吊扇示意图）根据题目要求，我们需要计算吊扇所受到的张力T和风的阻力F。
受力分析物体的平衡
解析：方法一、正交分解求极值 方法二、多力平衡转化为三力平衡
答案：E≥Mg/2q
例题3、（三角形相似）如图，竖直平面内的固定的光滑绝缘 圆环上套有质量相等的带同种电荷的小球A、B，其中B球位 于环的最低点且固定，A球不固定，处于静止状态，现缓慢将 小球A上的电荷导走，则在此操作过程中，下列说法中正确的 是（ 单选 ） A、A球受到的库仑力变小，支持力先变小后变大 B、A球受到的库仑力变小，支持力不变 C、A球受到的库仑力和支持力均不变 D、A球受到库仑力变小，支持力变大 突破口：平衡条件各个力的变化特点
物体平衡 （1）平衡状态和平衡条件 （2）等效法、整体隔离法的灵活使用 （3）三力动态平衡分析（三种情况）
我们在路上。。。。。。
例题1、（等效法、整体隔离法）如图所示，绝缘的不带电的斜面小车M静止 在光滑水平面上，一边紧贴装有压力传感器的数竖直墙壁，空间有竖直向下的 匀强电场（Eq<mg)，质量为m带正电的物体放在M上（始终不脱离，斜面足 够长）； （1）若m恰好匀速下滑，则下列说法中正确的是（ 多选 ） A、压力传感器无示数 B、若电场强度逐渐增大，m仍将匀速，压力传感器始终无示数 C、若电场强度逐渐增大，m仍将匀速，压力传感器开始有示数并逐渐增大 D、若在竖直平面内任意改变电场方向，m仍下滑，压力传感器可能有示数 E、若某时刻将电场换成垂直纸面向里的磁场，则压力传感器立即变为有示数 （2）若m匀加速下滑，则下列说法中正确的是（ 单选 ） A、压力传感器是否有示数无法判断 B、若电场强度逐渐增大，m仍以原来的加速度匀加速 C、若在竖直平面内任意改变电场强度方向，M能向右运动 D、若电场强度逐渐增大，压力传感器有示数并逐渐增大
考点：三力动态平衡、三角形相似
受力分析与物体的平衡
受力分析与物体平衡一．共点力物体同时受几个力的作用，如果这几个力都作用于物体的同一点或者它们的作用线交于同一点，这几个力叫共点力．能简化成质点的物体受到的力可视为共点力。
二、平衡状态物体保持静止．．．．状态（或有固定转轴的物体匀速转动）．．．．．或匀速运动注意：这里的静止需要二个条件，一是物体受到的合外力为零，二是物体的速度为零，仅速度为零时物体不一定处于静止状态，如物体做竖直上抛运动达到最高点时刻，物体速度为零，但物体不是处于静止状态，因为物体受到的合外力不为零．共点力的平衡：如果物体受到共点力的作用，且处于平衡状态，就叫做共点力的平衡。
共点力的平衡条件：为使物体保持平衡状态，作用在物体上的力必须满足的条件，叫做两种平衡状态：静态平衡v=0;a=0 动态平衡v≠0;a=0①瞬时速度为0时,不一定处于平衡状态. 如:竖直上抛最高点.只有能保持静止状态而加速度也为零才能认为平衡状态.②.物理学中的“缓慢移动”一般可理解为动态平衡。
三、共点力作用下物体的平衡条件（1）物体受到的合外力为零．即F合=0 其正交分解式为F合x=0 ；F合y=0（2）某力与余下其它力的合力平衡（即等值、反向）。
二力平衡：这两个力大小相等，方向相反，作用在同一直线上，并作用于同一物体(要注意与一对作用力与反作用力的区别)。
三力平衡：三个力的作用线(或者反向延长线)必交于一个点,且三个力共面.称为汇交共面性。
其力大小符合组成三解形规律。
三个力平移后构成一个首尾相接、封闭的矢量 形；任意两个力的合力与第三个力等大、反向(即是相互平衡)推论：①非平行的三个力作用于物体而平衡，则这三个力一定共点。
②几个共点力作用于物体而平衡，其中任意几个力的合力与剩余几个力（一个力）的合力一定等值反向三力汇交原理：当物体受到三个非平行的共点力作用而平衡时，这三个力必交于一点；说明：①物体受到N个共点力作用而处于平衡状态时,取出其中的一个力,则这个力必与剩下的（N-1）个力的合力等大反向。
高一物理 第八讲 一般物体的平衡及稳度
F f2
①
以球心o为轴,列力矩平衡方程且 f1，f2达到最大静摩擦力: f1 N1
Fs f1r f 2 r N1r N 2 r
②
f2 N2
O
G
r
N2
N1
f1 图2
将式1带入式2，得：
( F G)( 1) Fs r ( N1 N 2 ) r微偏平衡位置时，物体所 受合外力为零，能在新的平衡位置继续平衡，这样 的平衡叫随遇平衡。 特点：处于随遇平衡的物体，偏离平衡位置时 ，重心高度不变。
【例1】—个半径为r的均匀球体靠在竖直墙边，球 跟墙面和水平地面间的静摩擦因数都为 ,如果在球 上加一个竖直向下的力F，如图1所示。问；力F离 球心的水平的距离 s 为多大，才能使球做逆时针转 s 动？
C α D
A
β B
图3
解：设墙与杆间摩擦系数为u；杆平衡时，取 B轴，受力如图4所示，则：
l l T Sin ( ) G Sin 3 2
3Sin T G 2Sin( )
C A
将力沿水平与竖直方向分解，可得：
3sin cos f G T cos G 1 2sin( ) 3sin sin N T sin G 2sin( )
α
T
D
f
β
B
G
N 图4
可取任意值。 若 f 0 ，即 2tg tg 时，
若
f 0
，即f 方向向上，即 2tg tg 时，
1 1 2 ( ) 3 tg tg
若
f 0
，即f 方向向下，即 2tg tg 时，
受力分析与物体平衡
受力分析与物体平衡首先，我们来了解一下受力的基本概念。
力是一种物理量，它是物体相互作用的结果。
力可以改变物体的状态，包括速度、方向和形状等。
力的大小通常用牛顿（N）来表示，方向用矢量表示。
当多个力作用在一个物体上时，它们可以产生合力，合力决定物体的运动状态。
受力分析是将力学问题分解为各个力的分析，进而来研究物体的运动状态及其产生的影响。
受力分析的关键是确定力的大小和方向，以及它们相对物体的作用点。
在进行受力分析时，有几个基本的原理需要了解：1.牛顿第一定律（惯性定律）：如果一个物体没有外力作用，或者受到的合力为零，则物体将保持静止状态或恒定速度的匀速直线运动。
2. 牛顿第二定律：当一个物体受到合力时，它的加速度与该合力成正比，与物体的质量成反比。
这个关系可以用公式 F=ma 来表示，其中 F 代表合力，m 代表物体的质量，a 代表物体的加速度。
3.牛顿第三定律：对于作用在两个物体上的力，如果物体A对物体B 施加力F1，那么物体B对物体A施加的反力F2大小相等，方向相反。
有了这几个原理作为基础，我们可以用受力分析来判断一个物体是否平衡。
物体平衡是指物体在力的作用下，不发生位置的变化。
在平衡状态下，物体的合力为零，合力的方向和大小都是重要的。
如果合力不为零，物体将发生加速度，从而改变位置。
根据牛顿第一定律，如果物体合力为零，物体将保持静止或恒定速度的匀速直线运动。
要判断一个物体是否平衡，我们可以进行以下步骤：1.绘制物体受力示意图：将物体绘制为一个简化的图形，标明所有作用在它上面的力，力的方向和大小。
力可以用箭头表示，箭头指向力的方向，箭头长度标明力的大小。
2.分析力的平衡条件：在受力示意图中，力沿物体的方向分为x轴和y轴的分量。
将所有作用在物体上的力分解为x轴和y轴的分量，然后根据受力平衡条件，计算x轴和y轴方向上的合力。
3.判断合力是否为零：根据受力平衡条件，判断x轴和y轴方向上的合力是否为零。
力学中的受力分析与物体平衡状态判断
力学中的受力分析与物体平衡状态判断力学是研究物体运动和力的学科，其中受力分析和物体平衡状态判断是力学的基础知识之一。
在本文中，我们将探讨受力分析的方法以及物体平衡状态的判断依据。
一、受力分析受力分析是力学中的重要概念，它用于揭示物体运动的原因和规律。
在受力分析中，我们首先要确定物体所受的各个力，然后根据这些力的性质和作用方向来分析物体的运动状态。
1.1 作用力和反作用力根据牛顿第三定律，任何两个物体之间的作用力和反作用力大小相等、方向相反。
例如，当一个物体受到地球的引力作用时，地球也受到物体对地球的引力作用。
因此，在受力分析时，我们要考虑到作用力和反作用力的存在。
1.2 分解力对于施加在物体上的复合力，我们可以将其分解为几个简单的力，这样有助于我们更好地理解和分析物体运动的过程。
分解力的方法有很多种，最常用的是平行四边形法和三角形法。
通过分解力，我们可以将一个复杂的力问题转化为多个简单的力问题，并分别进行分析。
1.3 外力和内力在受力分析中，我们需要注意区分外力和内力。
外力是物体与外界其他物体之间相互作用所产生的力，例如重力、弹力等。
内力是物体内部各部分之间相互作用所产生的力，例如弹簧的拉力、绳子的拉力等。
根据牛顿第二定律，物体的运动状态取决于作用在物体上的外力之和。
二、物体平衡状态判断物体平衡状态是指物体处于力的平衡状态，即物体所受的合外力和合内力均为零。
在力学中，我们常常通过物体平衡状态的判断来解决实际问题。
2.1 力的合成与分解根据力的合成与分解原理，我们可以将多个力合成为一个力或将一个力分解为多个力。
在物体平衡状态的判断中，我们可以将物体所受的力分解为水平方向力和垂直方向力，然后分别对这些力进行叠加求和，判断水平方向力和垂直方向力是否平衡，从而得出物体平衡状态的判断结果。
2.2 条件式平衡在一些特殊的情况下，物体的平衡状态可以通过条件式平衡来判断。
例如，当一个物体悬挂在天平上并处于静止状态时，我们可以利用天平示数的不变性来判断物体是否处于平衡状态。
受力分析、物体的平衡(syf)
根据研究对象所处的平衡状态（静平衡或动平衡），列出相应的平衡方程。对 于静平衡问题，通常列出三个方向的投影方程；对于动平衡问题，需要列出动 量方程和动量矩方程。
求解未知量
通过解平衡方程，求出未知量，如约束力、摩擦力等。注意在求解过程中要遵 循力学原理和数学规则，确保结果的准确性和合理性。
04 物体平衡条件及应用实例
定义
01
除了重力、弹力和摩擦力以外的其他力统称为其他外力，如电
场力、磁场力等。
大小
02
其他外力的大小和方向因具体情况而异，需要根据具体问题进
行受力分析。
特点
03
其他外力可以改变物体的运动状态或形状，是物体受力分析中
不可忽视的一部分。
03 受力分析方法与步骤
确定研究对象和隔离体
研究对象的选取
根据问题的性质和需要，选取单个物 体或多个物体组成的系统为研究对象 。
提高实验结果准确性的措施
控制实验条件
在实验过程中，严格控制实验条件， 如温度、湿度等环境因素，确保实 验结果的稳定性和可重复性。
规范实验操作
遵循实验操作规程，确保每个 步骤都正确无误，避免因操作 不当导致的误差。
增加实验次数
通过增加实验次数，提高数据 的可靠性和准确性，减小随机 误差对实验结果的影响。
估。
航空航天器姿态控制
航空航天器受力分析
分析航空航天器在飞行过程中受到的各种力，如重力、气 动力、推力等。
姿态控制系统设计
根据受力分析结果，设计相应的姿态控制系统，实现航空 航天器的稳定飞行。
控制算法与优化
研究先进的控制算法，对姿态控制系统进行优化，提高航 空航天器的飞行性能和稳定性。
2022届高考物理一轮复习 第8讲 受力分析 共点力的平衡 课件
第八讲 受力分析 共点力的平衡考点一 物体的受力分析1.力学中的五种力2.受力分析(1)把指定物体(研究对象)在特定的物理环境中受到的所有外力都找出来，并画出受力示意图的过程。
(2)一般步骤3.整体法与隔离法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来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力B【典例1】 (2021·1月湖南普高校招生适应性考试)如图，一根质量为m 的匀质绳子，两端分别固定在同一高度的两个钉子上，中点悬挂一质量为M 的物体。
系统平衡时，绳子中点两侧的切线与竖直方向的夹角为α，钉子处绳子的切线方向与竖直方向的夹角为β，则( )【变式1】 [2020·天津市东丽区等级考试模拟(三)]如图所示，水平面上的P、Q两物块的接触面水平，二者叠在一起在作用于Q上的水平恒定拉力F的作用下向右做匀速运动，某时刻撤去力F后，二者仍能不发生相对滑动。
关于撤去F前后Q的受力个数的说法正确的是( )A.撤去F前6个，撤去F后瞬间5个B.撤去F前5个，撤去F后瞬间5个C.撤去F前5个，撤去F后瞬间4个D.撤去F前4个，撤去F后瞬间4个解析 撤去F前，物体Q受到：重力、地面的支持力、P对Q的压力、地面对Q 的摩擦力和力F共5个力的作用；撤去F后的瞬间，两物体做减速运动，此时Q受力：重力、地面的支持力、P对Q的压力、地面对Q的摩擦力和P对Q的摩擦力，共5个力作用，选项B正确。
BC考点二 静态平衡问题1.共点力平衡(1)平衡状态：物体静止或做匀速直线运动。
(2)平衡条件：F合＝0或F x＝0，F y＝0。
(3)常用推论①若物体受n个作用力而处于平衡状态，则其中任意一个力与其余(n－1)个力的合力大小相等、方向相反。
②若三个不共线的共点力合力为零，则表示这三个力的有向线段首尾相接组成一个封闭三角形。
物体的受力分析物体的平衡
FB
G
FA= F1= G sinθ
FB= F2= G cosθ
FA= G sinθ
FB= G cosθ
沿OA方向：F1－FA = Gsinθ－FA＝0
沿OB方向：F2－FB = Gcosθ－FB＝0
F1
F2
θ
θ
练习
θ
Ff
FN
G
Ff = F1= G sinθ
FN= F2= G cosθ
Ff = G sinθ
FN= G cosθ
平行斜面方向：F1－Ff = Gsinθ－Ff ＝0
垂直斜面方向：F2－FN = Gcosθ－FN＝0
A
B
C
θ
m
mg
FBC
FAC
F1
F2
水平方向： F1－FBC= mgcosθ－FBC＝0
竖直方向： F2－mg= FAC sinθ－mg＝0
F1
F2
θ
θ
三力汇交原理
物体受三个不平行外力作用而平衡，则这三个力的作用线必在同一平面内且为共点力。
F1
F2
G
O
F1
G
F2
受力分析的顺序： 先分析重力（方向总是竖直向下） 接着分析弹力（用假设法判断）
注意：不能漏力也不能多力 再分析摩擦力（用假设法判断） 最后分析外力(外力可以方向不变地平移)
小结
只分析研究对象所受的力，不分析研究对象对其他物体所施的力。 每分析一个力，都应找到施力物体，这是防止“多力”的有效措施之一。 合力和分力不能同时作为物体受到的力。 不要把“效果力”和“性质力”混淆重复分析，通常只分析“性质力”不分析“效果力”。 结合物体的运动状态和力的作用的相互性也是确保受力分析正确的有效途径。
物体受力分析及平衡
物体受力分析及平衡在我们的日常生活和物理学的研究中，物体的受力分析及平衡是一个至关重要的概念。
无论是简单的物体静止在桌面上，还是复杂的机械系统的运作，都离不开对物体受力情况的准确分析和理解其平衡状态。
首先，让我们来明确一下什么是物体的受力。
力，简单来说，就是能够改变物体运动状态或者使其发生形变的一种作用。
当我们谈论物体的受力时，通常考虑的力包括重力、弹力、摩擦力、拉力、推力等等。
这些力的大小、方向和作用点都会对物体的状态产生影响。
重力，是我们最为熟悉的一种力。
它的大小与物体的质量成正比，方向总是竖直向下。
无论物体在何处，只要存在质量，就会受到重力的作用。
比如一个苹果从树上掉落，就是因为受到了重力的牵引。
弹力则是由于物体发生弹性形变而产生的力。
像弹簧被拉伸或压缩时产生的力就是弹力。
弹力的方向总是与形变的方向相反。
例如，当我们压缩一个弹簧时，弹簧会产生一个向外的弹力试图恢复原状。
摩擦力在很多情况下也起着关键作用。
它分为静摩擦力和动摩擦力。
静摩擦力存在于物体相对静止但有运动趋势的时候，其大小会随着外力的变化而变化，直到达到最大值。
而动摩擦力则是在物体相对运动时产生的，大小通常较为固定，与接触面的粗糙程度和正压力有关。
比如我们推动一个重物，在开始推动之前，需要克服的是静摩擦力，一旦物体开始运动，就受到动摩擦力的作用。
接下来，我们谈谈如何进行物体的受力分析。
这是一个需要细致和耐心的过程。
第一步，明确研究对象。
我们要清楚地知道我们关注的是哪个物体，将其从周围的环境中“分离”出来。
第二步，画出受力示意图。
按照重力、弹力、摩擦力等的顺序，逐一画出作用在物体上的力。
力的方向要准确，长度可以大致反映力的大小。
第三步，检查是否遗漏了力或者多画了力。
这需要我们对物体所处的环境和可能受到的力有清晰的认识。
以一个放在斜面上静止的物体为例。
它受到竖直向下的重力，垂直于斜面向上的支持力，以及沿斜面向上的静摩擦力。
通过这三个力的共同作用，物体保持静止，处于平衡状态。
物体受力分析及平衡讲义
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【例1】如图，一个物体 A 在水平拉力作用下做匀速 直线运动，试分析物体 A的受力情况。
解：物体A 受力情况如下图。
F A
FN
Ff
F
G
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【例 2 】试分析静止在斜面上或沿斜面匀速下滑的木 块的受力情况。
解：静止在斜面上或沿斜面匀速下滑的木块受力情况 如下图所示。
Ａ．必定是OA Ｂ．必定是OB Ｃ．必定是OC Ｄ．可能是OB，也可能是OC。
A
图39
3：如图所示，一个半球形的碗放在桌
面上，碗口水平，O 点为其球心，碗的内表
面及碗口是光滑的。一根细线跨在碗口上，
线的两端分别系有质量为 m1 和 m2 的小球， 当它们处于平衡状态时，质量为 m1 的小球 与 O 点的连线与水平线的夹角为α＝60 。两
3、解决方法： 三角形法 平行四边形法 正交分解法
1：如图，一木块放在水平面上，在水平方 向共受到三个力的作用，即F1=10N，F2=2N和 静摩擦力，木块处于静止状态。若撤去力F1,则 木块在水平方向受到的合力为：
A 10N，方向向左 B 6N，方向向右 C 2N，方向向左 D 0
F1
C F2
2：三段不可伸长的细绳OA、OB、OC能承 受的最大拉力相同，它们共同悬挂一重物，如图 39所示，其中OB是水平的，A端、B端固定。 若 逐渐增加C端所挂物体的质量，则最先断的绳
FN Ff
q
G
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【例3】如图所示，水平桌面上的物体A用细绳跨过定 滑轮和物体B相连,物体A向右运动，试分析物体A、B的受 力情况。
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受力分析与物体的平衡
一． 典型例题分析
例1．如图所示，将质量为m 的物体置于固定的光滑斜面上，斜面倾角为θ，水平力F 作用在m 上，物体m 处于静止状态，则斜面对物体的支持力
大小为（ ）
A 、
B 、
Ｃ、
Ｄ、
互动探究：若斜面未固定，但仍相对地面静止，则地面对斜面的摩擦力？
二．解题方法：
1．认真审题，弄清题意，明确已知条件和未知条件；
2．巧选研究对象，灵活运用整体法和隔离法；
3．分析受力情况和运动情况，注意运动的程序性、状态的瞬时性和各力的方向性，画好受力图；
4．选择适当的运动规律列方程求解。
三．热点透视：
（一）与摩擦力有关的问题
例2．（06全国II ）如图，位于水平桌面上的物块P ，由跨过定滑轮的轻绳与物块Q 相连，从滑轮到P 和到Q 的两段绳都是水平的。
已知Q
与P 之间以及P 与桌面之间的动摩擦因数都是μ，
两物块的质量都是m ，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P 使它做匀速运动，则F 的大小为（ ）
A 4μmg
B 3μmg
C 2μmg
D μmg
cos sin mg F θθ
+cos mg θsin F θ
注意：
1、注意区分滑动摩擦力和静摩擦力
2、静摩擦力总是小于或等于最大静摩擦力，其大小和方向由物体的受力情况和运动状态决定。
3、滑动摩擦力的大小由公式N F F μ=计算。
例3．（168套P
9 3）如右图，倾角为θ的斜面上有一质
量为m 的物块，斜面与物块均处于静止状态。
现用一大
小为2.5sin mg θ、方向沿斜面向上的力F 推物块，斜面
和物块仍静止不动。
则力作用时与F 作用前相比，物块
对斜面的摩擦力及斜面对地面的摩擦力的变化情况分别为（ ）
A ．变大，变大
B 变大，变小
C 变小，不变
D 变小，变小。
例4．（试卷一5）倾角为30。
斜面体上放一个质量为5kg 的小物块，处于静止状态，若在小
物块上再作用一个竖直向上的力F=4N ，如图所示，则地面对斜
面体的支持力F N ，小物块受到的摩擦力F 1的变化情况是（ ）
A ．F N 减小了4N
B ．F N 的减小量小于4N
C ．Ｆ1减小了4N
D ．F 1的减少量小于4N
归纳：从以上两题也看出在解这类平衡问题时要灵活运用整体法和隔离法。
以上两题均是静平衡问题，那么像下面这一类题又如何解呢？
例5．（试卷一8）轻绳一端系在质量为m的物体上，另一端
系在一个套在竖直杆MN的圆环上，现在水平力F拉住绳子
上一点O，使物体A从图中实绩位置缓慢上升到虚线位置，
但圆环仍保持原位置不动，则这一过程中，环对杆的摩擦力
F1和环对杆的压力F2的变化是（）——动态平衡
A．F1保持不变，F2逐渐增大
B．Ｆ1逐渐增大, F2保持不变
C．Ｆ1逐渐减小, F2保持不变
D．F1保持不变，F2逐渐减小
例6．(试卷一10)竖直墙面光滑且绝缘，地面粗糙也绝缘，小球AB带有同种电荷,用指向墙面的水平力F作用于小球B,两球分别静止在竖直墙面和水平
地面上,如图所示,若将小球B向左移动少许,当两球重新达到平
衡时,作用于B的水平力仍为F,与原来的平衡状态相比( ) —
—动态平衡A.地面对B球的摩擦力变大B地面对B球的
支持力不变C.竖直墙面对小球A的弹力变大D.AB两球之间
距离变大
归纳：这一类问题，关键抓住动态平衡的过程，如何判断物体具有这样的状态，一般题目中有诸如此类的关键词：缓慢。
或者直接告诉我们认为每个时刻处于平衡状态。
(二)与弹簧有关的问题
例7．（试卷一9）如图所示,一根轻弹簧上端固定在O点，下端拴一个钢球
P，球处于静止状态。
现对球施加一个方向向右的外力F，使球缓慢偏移，
在移动中的每个时刻，都可以认为钢球处于平衡状态。
若外力F的方向始
终水平，移动中弹簧与竖直方向的夹角θ＜90。
且弹簧的伸长量不超过其弹
性限度，则图中给出的弹簧伸长量x与cosθ的函数关系图像2中，最接近
的是（）
互动探究：求撤去拉力Ｆ的瞬间，小球的加速度？
例8．（试卷一19题）如图所示，上表面光滑的小车上有一个质量为1kg 的木块，其两边用两个相同的弹簧测力计甲和乙系住，小车在水平地面上
做匀速直线运动时，测力计的示数均为10N ；当小车做
匀加速直线运动时，测力计甲的示数为8N ，则此时小车
运动的加速度大小和方向是（ ）
A ．2m/s 2，方向向左
B 2m/s 2，方向向右
Ｃ．４m/s 2，方向向右 Ｄ８m/s 2，方向向左
例9．（试卷一13）如图所示，水平面上质量为10kg 的物块A 拴在一个被水平拉伸的弹簧
一端，弹簧的另一端固定在小车上，小车静止不动时，弹簧对物块
的弹力大小为5N ，物块处于静止状态，若小车以加速度2
1/a m s =沿
水平面向右加速运动时（ ）
A ． 物块A 相对于小车仍静止
B 物块A 受到的摩擦力方向不变
C ．物块A 受到的摩擦力大小不变
D 物块A 受到的弹力将增大。
例10．（试卷一16题）如图所示，质量分别为m 1和m 2的两物块放在水平地面上，与水平地面间的动摩擦因数都是µ（µ不为０），用轻质弹簧将两物块连接在一起，当用水平力F 作用在m 1上时，两物块均以加速度21/a m s =做匀加速运动，此时，弹簧伸长量为x 。
若用水平力F´作用在m 1 上时，两物块均以加速度2a a '=做匀加速运动，此时，弹簧的伸长量为x´，则下列关系正确的是（ ）
A ．2F F '=
B ．2x x '=
C ．2F F '>
D ．2x x '>。