3.5共点力的平衡 (教学课件)(教学课件)高一上学期物理人教版(2019)必修第一册

某幼儿园要在空地上做一个滑梯，根据空地的大小，滑梯
的水平跨度确定为6m。设计时，滑板和儿童裤料之间的动
摩擦因数取0.4。为使儿童在滑梯游戏时能在滑板上匀速滑
下，滑梯至少要多高？
一个质量为500kg 的物体，在平行于斜面的拉力F作用下，
沿倾角为30°的固定斜面匀速上滑，如图所示。已知物体与
斜面间的动摩擦因数为0.3.求拉力F是多少？（ g取10m/s2 ）
架顶角为120°，重力加速度为g，则衣架右侧对衣服的作用力大小
为多少？
【答案】

g

如图所示，用一根长为1m的轻质细绳将一幅质量为1.2kg的画框对
称悬挂在墙壁上。已知绳能承受的最大张力为12N，为使绳不断裂，
画框上两个挂钉的间距最大为多少？（g取10m/s2）
【答案】



将一个质量为4kg 的铅球放在倾角为 45° 的斜面上，并用竖直挡
G
A．当 θ＝60°时， F
2
G
B．当 θ＝90°时， F
2
C．当 θ＝120°时， F G
D．θ 越小，F 越大
C）
如图所示，一根轻绳一端固定于天花板的A点，另一端悬挂于天花
板的B点，绳上挂一质量为m的光滑圆环。在细绳右端悬挂点由B点
向A点慢慢移动的过程中，绳中的张力（
A．变小
B．变大
【答案】 (2500 750 3)N
拖把是生活中常用的清洁工具，由拖杆和拖把头构成。如图所示，某人沿拖杆方向以恒
力 F 20N 推拖把时，拖把头在地板上匀速移动。已知拖杆与竖直方向的夹角为 37 ，
拖把头的质量为 m 0.4kg ，拖杆质量可忽略，
（ sin37 0.6 ，cos37 0.8 ，g 取10m/s 2 ）
力 F 的方向与细绳的夹角为 。
现缓慢改变 ，使小球始终静止在图示位置，取重力加速度 g 10m/s2 。则下列说法正
确的是（ D）
A．若 60 ，则 F 5N
B．若 60 ，则细绳的拉力大小为 5 3N
60
60
则细绳的拉力大小为
60 ，则细绳的拉力大小为
平衡条件：合力为0
三力平衡
F ：传送带对物体的作用力
F
N
f




匀速运动的物体
三力平衡
等效
二力平衡
平衡条件：合力为0
四力平衡

f
二力平衡
2
2
N
1
N
三力平衡 等效
四力平衡 等效

1

f


f

N







合 =0
合 =0
合 =0
平
衡
条
件
：
合
力
为
0
如图，某小学生坐在雪橇上，她妈妈用F=20N的拉力通过绳拉雪
（2）水平绳BO所受的拉力等于多少？
（3）如果继续增加重物的重力，OA和OB哪跟绳子先断掉？
G
【答案】
（1）
；
（2） G tan ；
（3）OA 先断
cos
某同学做家务时，使用拖把清理地板，如图所示。假设拖把头的
质量为1kg，拖把杆的质量不计，拖把杆与水平地面成53°。当对
拖把头施加一个沿拖把杆向下、大小为10N的力
（2）拖把头与水平地板间的动摩擦因数 。
【答案】（1）20N ；（2）0.6
生活中常用一根水平绳拉着悬吊重物的绳索来改变或固定悬吊物的位置。如
图，悬吊重物的细绳，其O点被一水平绳BO牵引，使悬绳AO段和竖直方向
成θ角。若悬吊物所受的重力为G，求：
（1）悬绳AO拉力等于多少？
第三章
第5节
相互作用——力
共点力的平衡
图甲、乙、丙、丁分别画出了重力为 G 的木棒在力 F1 和 F2 的共
同作用下处于平衡状态的情况，这些力都位于同一平面内。根据每
幅图中各个力作用线的几何关系，可以把上述四种情况的受力分成
两类，你认为哪些情况属于同一类？你是根据什么来划分的？


共点力
非共点力
请在下图中画出各物体受力的示意图，并分析它们的运动状态有什
板挡住，铅球处于静止状态。不考虑铅球受到的摩擦力，铅球对挡
板与铅球对斜面的压力分别是多少？（ g取10m/s2 ）
【答案】
（1）40N， 40 2N ；
（2） 20 2N
如图所示，小娟、小明两人共提一桶水匀速前行。已知两人
手臂上的拉力大小相等且为F，两人手臂间的夹角为θ，水和
水桶的总重力为G，则下列说法中正确的是（
拖把头向前匀速运动。重力加速度g取10m/s2 , sin53°=0.8，
cos53°=0.6 。
求拖把头与地板间的动摩擦因数

【答案】（1）

某同学做家务时，使用拖把清理地板，如图所示。重力加速度g取
10m/s2 。当拖把静止时，对拖把头施加一个沿拖把杆向下的力F2，
拖把杆与地面的夹角为 θ 。当 θ 增大到某一值时，无论F2多大，都


不能推动拖把头，其中μ= 求tan θ 的范围。（为方便起见，本问
可忽略拖把头的重力，且认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力）
【答案】（1） tan θ ≥3
生活中常用一根水平绳拉着悬吊重物的绳索来改变或固定悬吊物的位置。如
图，悬吊重物的细绳，其O点被一水平绳BO牵引，使悬绳AO段和竖直方向
成θ角。若悬吊物所受的重力为G，求：
板挡住，铅球处于静止状态。不考虑铅球受到的摩擦力，若挡板缓
慢逆时针旋转至水平过程中，小球可认为始终静止不动，求挡板支
持力的最小值。（ g取10m/s2 ）
（2） 20 2N
如图所示， 保持O点位置及∠AOB=120°不变，将轻绳OA、OB同
时逆时针缓慢旋转，直到 OA竖直，关于 OA上拉力TA和OB上拉力
TB的大小说法正确的是（
B）
A．TA一直变大，TB不变
B．TA先变大后变小， TB一直变小
C．TA先变大后变小，TB一直变大
D．TA先变小后变大，TB先变大后变小
如图所示，一根细绳系着一个质量为 0.5kg 的小球，细绳上端固定在天花板上，给小球
施加力 F，
小球平衡后细绳与竖直方向的夹角为 30 ，
C．先变小后变大
D．先变大后变小
A
）
如图所示，用一根细线 OB 把电灯拉至图中位置，电线 OA 与天花板夹角为 60º。若要使
细线 OB 所受拉力最小，则细绳 OB 与 OA 的夹角 应为（D）
A．60º
B．30º
C．120º
D．90º
将一个质量为 4kg的铅球放在倾角为 45° 的斜面上，并用竖直挡
（1）悬绳AO拉力等于多少？
（2）水平绳BO所受的拉力等于多少？
（3）如果继续增加重物的重力，OA和OB哪跟绳子先断掉？
G
【答案】
（1）
；
（2） G tan ；
（3）OA 先断
cos
如图所示，一质量 m＝10kg 的物体通过一根轻绳与水平轻弹簧相连，物体静止在水平
地面上，轻弹簧另一端固定在竖直墙面上。弹簧劲度系数 k＝500 N/m，测得其伸长量 Δx
橇，使雪橇沿水平地面做匀速直线运动，F与水平方向成 = °
斜向上。已知该小学生和雪橇的总质量为m=41.2kg；取
sin37°=0.6，cos37°=0.8， g取10m/s2 ，小学生和雪橇可视为质
点，求：
（1）用正交分解法计算拉力F的竖直分量大小；
（2）雪橇与水平地面间的摩擦力大小；
（3）雪橇与水平地面间的动摩擦因数 ；
么共同点？
N

N
f
N
牵
f



静止的书

静止的电灯

随传送带匀速
沿直线公路匀速
运送的物体
前进的汽车
平衡状态
一、共点力平衡的条件
1、平衡状态： 物体保持静止或匀速直线运动的状态。
物理学中有时出现“缓慢移动”，也说明物体处于平衡状态。
2、共点力平衡的条件:
N
二力平衡
FN=G

静止的书
F合=0
A．若
，则 30
B．F
若大小的取值范围为
F 5N
，
120 5 3N D．力
B．
F 2.5N
C．若的取值范围为
60 ，则细绳的拉力大小为
30 F 2.5N
120 5 3ND．力 F 大小的取值范围为 F 2.5
B．若
的取值范围为
C．
D．力
F 大小的取值范围为
＝4cm，轻绳与水平方向夹角 ＝37 （已知 sin 37＝0.6 、 cos37＝0.8 ）
。取重力加速度
g＝10m/s2，求：
（1）弹簧弹力 F 的大小；
（2）地面对物体支持力 FN 的大小；
（3）地面对物体摩擦力 Ff 的大小。
【答案】（1）20N；（2）88N；（3）16N
如图所示，对称晾挂在光滑等腰三角形衣架上的衣服质量为M，衣
D．力 F 大小的取值范围为 F 2.5N