第5课时 共点力作用下物体的平衡(2)
【课件】共点力的平衡+课件+-2022-2023学年高一上学期物理人教版(2019)必修第一册
可表示为：Fx合＝0，Fy合＝0
[典例2] “风力仪”可直接测量风力的大小， 其原理如图所示。仪器中一根轻质金属丝悬挂着一 个金属球。无风时，金属丝竖直下垂；当受到沿水 平方向吹来的风时，金属丝偏离竖直方向一个角度。风力越大， 偏角越大。通过传感器，就可以根据偏角的大小指示出风力大小。 那么风力大小 F 跟金属球的质量 m、偏角 θ 之间有什么样的关系 呢？(重力加速度为 g)
试结合上述情景讨论下列问题： (1)观察三幅图中的作用力，哪些是共点力？ (2)哪些图中的力能求合力？哪些图中的力不能求合力？
提示：(1)甲图中三个力共同作用在 O 点上，乙图中三个力虽然 不作用在同一点上，但它们的延长线交于一点，甲、乙图中都是 共点力。丙图中的力不但没有作用在同一点上，它们的延长线也 不能交于一点，所以不是共点力。
3.力的分解——根据实际作用效果
三角函数
正交分解法
1.原理：把一个已知力沿着两个互相垂直的方向进行分解。 2.步骤：
(1)建立xoy直角坐标系 (2)将不在坐标轴上的力分解到坐标轴上 (3)分别求出 X 轴、y 轴上个分力矢量和，即
Fx = Fx1+Fx2+Fx3+…… Fy = Fy1+Fy2+Fy3+…… (4)求共点力的合力： 合力大小： 合力方向：与x轴的夹角为θ
力的分解实例
力的分解实例
力的分解应用
如图所示，质量为 m 的物体静止在水平地面上，它与地面间的
动摩擦因数为 μ。现将大小为 F、与水平方向夹角为 α 的恒力
人教版必修第一册3.5共点力的平衡课件2
F F （物3体）受对到各几个个力力沿作x、用y时坐，标如轴果进保行持正静交止分或解匀。速直线运动状态4，我们就说这个物体处1于平衡状态。 F F F 【拉例住题 ，使3】小半球径静为止R，的如球图形所物示体，固现定缓在慢水地平拉地绳面，1上在，使球小心球正由上A方到有B的一过光程滑中的，小半滑球轮对，小滑球轮的到支球持面力B的N和距绳离对为小h，球轻的绳拉的力一T的端1 大系小一变小化球的，情靠况放2是在（半球上）的A点，另一端绕过定滑轮后用力
共点力的平衡条件
➢ 四力平衡 等效 三力平衡 等效 二力平衡
F23 F2
F1
F3
F4
F123 F1
F23 F123
平衡条件： F合=0
F4
F4
共点力的平衡
（2）力的分解法
F32
F1
F3
F2
F31
任意一个力沿其余两个力的反 方向分解，其分力与其余两个力的 大小和方向关系：大小相等方向相 反，在同一条直线上即合力为0。
F 4、如图所示，用轻绳AO、BO系住一物体处于平衡状态，绳AO与竖直方向成一角度，绳BO水平。
4、力的正交分解法（三力及以上平衡）。
2
如图所示，物体在五个共点力的作用下保持平衡。
所受的拉力都减
任意（N-1）力的合力都与第N个力大小相等方向相反则N个共点力平衡。
F4 F1
F2 F3
想一想
F4 F1
F2 F3
想一想
A′
F4
θ
F3
想一想
A′
F4
F1′
θ
F2′ F3
想一想
A′
F4
F1
F1′
θ
F2′ F2 F3
(精编!)高一物理《受力分析与共点力作用下物体的平衡》规律总结与练习
受力分析与共点力作用下物体的平衡一、受力分析：（区分“力的示意图”和“力的图示法”）1.概念：把研究对象（指定物体）在指定的物理环境中受到的所有力都分析出来，并画出物体所有力的示意图,这个过程就是受力分析。
2．受力分析的常用方法：隔离法和整体法隔离法和整体法常常交叉运用，从而优化解题思路和方法，使解题简捷明快．3.受力分析步骤：第一步：根据题意选取研究对象，选取研究对象的原则是要使对问题的研究尽量简单，研究对象可以是单个物体（质点）或结点,也可以是有几个物体组成的系统。
第二步：隔离物体，画出受力示意图。
▲防止“漏力”方法：“按顺序分析受力”。
（一重二弹三摩四其他）一般先“非接触力”后“接触力”。
先分析重力，再画出题目所给已知力，然后围绕物体一周，找出跟研究对象接触的物体，并逐个分析这些物体对研究对象的弹力和摩擦力，最后再分析其他力（电磁力、浮力等等）▲防止“多力”方法：分析出的所有力都应能找到施力物体。
如竖直上抛的物体并不受向上的推力，而刹车后靠惯性滑行的汽车也不受向前的“冲力”注意：（1）只分析研究对象所受的力，不可分析研究对象对其他物体所施的力（2）只分析根据性质命名的力．（3）每一个力都应找出施力物体．（4）合力和分力不能同时作为物体所受的力．（5）可看成质点的物体，力的作用点可画在重心上，对有转动效果的物体，则力应画在实际位置上。
（6）为了使问题简化，常忽略某些次要的力。
如物体速度不大时的空气阻力、物体在空气中所受的浮力等。
第三步：检查受力分析是否有误。
检查画出的每一个力能否找出它的施力物体，不能无中生有。
检查分析结果能否使研究对象处于题目所给的运动状态，否则必然发生了漏力、多力、错力现象。
注意：应用整体法与隔离法时要区分内力和外力，“对A”研究对象就是“A”。
例。
画出下列各图中物体A、B、C的受力示意图（已知物体A、B、C均静止）.练习1：画出物体A 所受的弹力（图中A 均保持静止，b 、c 图中接触面光滑，c 图中0`为重心）练习2：如图所示，判断下列几种情况下物体A 与接触面间有、无摩擦力。
专题：共点力的平衡
共点力的平衡一、 理解平衡状态及平衡条件1. 平衡状态：物体保持__，是加速度________的状态．2. 共点力作用下物体的平衡条件：物体所受的合外力为零，即∑F ＝0，或∑F x ＝0，∑F y＝0.1. 力的合成法物体受三个力作用而平衡时，其中任意两个力的合力必定跟第三个力________．可利用力的平行四边形定则，根据正弦定理、余弦定理或相似三角形等数学知识求解．2. 正交分解法将各力分解到x 轴上和y 轴上，使用两坐标轴上的合力等于零的条件，即⎩⎪⎨⎪⎧∑F x ＝0，∑F y＝0.此方法多用于三个以上共点力作用下的物体的平衡．值得注意的是：对x 、y 方向选择时，尽可能使较多的力落在x 、y 轴上，被分解的力尽可能是已知力，不宜分解待求力．题型一：物体的平衡【例1】 一质量为M 的探空气球在匀速下降，若气球所受浮力F 始终保持不变，气球在运动过程中所受阻力仅与速率相关，重力加速度为g.现欲使该气球以同样速率匀速上升，则需从气球吊篮中减少的质量为( )A. 2⎝⎛⎭⎫M －F gB. M －2F gC. 2M －FgD. 0【变式训练1】 (多选)如图所示，用两根细线把A 、B 两小球悬挂在天花板上的同一个点O ，并用第三根细线连接A 、B 两小球，然后用某个力F 作用在小球A 上，使三根细线均处于直线状态，且OB 细线恰好沿竖直方向，两个球均处于静止状态．则该力可能为图中的( )A. F 1B. F 2C. F 3D. F 4题型二：受力分析【例2】 (2012·苏北四市一模)如图所示一吊床用绳子拴在两棵树上等高位置．某人先坐在吊床上，后躺在吊床上，均处于静止状态．设吊床两端系绳中拉力为F 1、吊床对该人的作用力为F 2，则( )A. 坐着比躺着时F 1大B. 躺着比坐着时F 1大C. 坐着比躺着时F 2大D. 躺着比坐着时F 2大【变式训练2】 (2013·连云港一模)如图所示，A 、B 、C 、D 四个人做杂技表演，B 站在A 的肩上，双手拉着C 和D ，A 撑开双手水平支持着C 和D.若四个人的质量均为m ，他们的臂长相等，重力加速度为g ，不计A 手掌与C 、D 身体间的摩擦．下列结论错误的是( )A. A 受到地面支持力为4mgB. B 受到A 的支持力为3mgC. B 受到C 的拉力约为233mgD. C 受到A 的推力约为233mg题型三：正交分解【例3】 如图所示，质量与摩擦均不计的滑轮通过不可伸长的轻质细绳挂一重物，绳的A 端固定，B 端由B 点缓慢移到C 点再移到D 点．在此过程中，绳子拉力的变化情况是( )A. 先减小后增大B. 先增大后减小C. 先增大后不变D. 先不变后增大【变式训练3】 (2011·海南)如图，墙上有两个钉子a 和b ，它们的连线与水平方向的夹角为45°，两者的高度差为l.一条不可伸长的轻质细绳一端固定于a 点，另一端跨过光滑钉子b 悬挂一质量为m 1的重物．在绳上距a 端l/2的c 点有一固定绳圈．若绳圈上悬挂质量为m 2的钩码，平衡后绳的ac 段正好水平，则重物和钩码的质量比m 1m 2为( )A. 5B. 2C.52D. 2题型四：整体与隔离法【例4】 (多选)如图所示，质量分别为m 1、m 2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(m 1在地面，m 2在空中)，力F 与水平方向成θ角．则m 1所受支持力N 和摩擦力f 准确的是( )A. N ＝m 1g ＋m 2g －Fsin θB. N ＝m 1g ＋m 2g －Fcos θC. f ＝Fcos θD. f ＝Fsin θ【变式训练4】 如图所示，有一个直角支架AOB ，AO 水平放置，表面粗糙，OB 竖直向下，表面光滑．AO 上套有小环P ，OB 上套有小环Q ，两环质量均为m ，两环由一根质量可忽略、不可伸长的细绳相连，并在某一位置平衡．现将P 环向左移一小段距离，两环再次达到平衡，那么将移动后的平衡状态和原来的平衡状态比较，AO 杆对P 环的支持力F N 和摩擦力f 的变化情况是( )A. F N 不变，f 变大B. F N 不变，f 变小C. F N 变大，f 变大D. F N 变大，f 变小练1 如图所示，一个质量为m 的小物体静止在固定的、半径为R 的半圆形槽内，距最低点高为R2处，则它受到的摩擦力大小为( )A. 12mg B.32mg C. ⎝⎛⎭⎫1－32mg D.22mg练2 (2012·浙江理综)如图所示，与水平面夹角为30°的固定斜面上有一质量m＝1.0 kg 的物体，细绳的一端与物体相连，另一端经摩擦不计的定滑轮与固定的弹簧测力计相连．物体静止在斜面上，弹簧测力计的示数为4.9 N．关于物体受力的判断(g取9.8 m/s2)，下列说法准确的是( )A. 斜面对物体的摩擦力大小为0B. 斜面对物体的摩擦力大小为4.9 N，方向沿斜面向上C. 斜面对物体的支持力大小为4.9 3 N，方向竖直向上D. 斜面对物体的支持力大小为4.9 N，方向垂直斜面向上练3 (2012·泰州期末)将四块相同的坚固石块垒成圆弧形的石拱，其中第3、4块固定在基地上，第1、2块间的接触面是竖直的，每块石块的两个侧面间所夹的圆心角为30°.假定石块间的摩擦力能够忽略不计，则第1、2块石块间的作用力和第1、3块石块间的作用力的大小之比为( )A. 12 B.32C.33 D. 3练4 (2012·苏北四市三模)(多选)如图所示，物体A用轻质细绳与圆环B连接，圆环套在固定竖直杆MN上，用一水平力F作用在绳上的O点，整个装置处于静止状态．现将O 点缓慢向左移动，使细绳与竖直方向的夹角增大．下列说法准确的是( )A. 水平力F逐渐增大B. O点能到达与圆环B等高处C. 杆对圆环B的摩擦力增大D. 杆对圆环B的弹力增大求解平衡问题时用到的方法：1. 思维方法类：隔离法、整体法、假设法．2. 物理方法类：三角形法、合成法、正交分解法．3. 数学方法类：相似三角形法、拉密定理．(1)相似三角形法：如果在对力利用平行四边形定则(或三角形定则)运算过程中，力三角形与几何三角形相似，则可根据相似三角形对应边成比例等性质求解．(2)拉密定理：如果在共点的三个力作用下，物体处于平衡状态，那么各力的大小分别与另两个力夹角的正弦成正比．。
高中物理同步必修第一册 第3章相互作用 5 第2课时 多力平衡问题
针对训练 如图2所示，水平地面上质量为m＝10 kg的物体，在与水平方 向成37°角的推力F作用下做匀速直线运动.已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8， 物体与地面间的动摩擦因数为μ＝0.5，重力加速度为g＝10 m/s2，求推力 F的大小. 答案 100 N
图2
解析 对物体受力分析如图所示. 物体在推力F的作用下做匀速直线运动，处于平衡状态，物体受到的摩 擦力为滑动摩擦力. 在竖直方向上：FN＝mg＋Fsin 37° 在水平方向上：Ff＝Fcos 37° Ff＝μFN 联立解得F＝100 N.
图9
123456789
解析 物块恰好沿斜面匀速下滑 物块沿斜面方向受力平衡，有 mgsin 37°＝μmgcos 37° 得：μ＝0.75
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(2)拉力F的大小；
答案 9.6 N 解析 物块沿斜面匀速上滑时，物块的受力情况如图甲所示 在x方向：Fcos 37°＝Ff＋mgsin 37° 在y方向：FN＋Fsin 37°＝mgcos 37° Ff＝μFN 联立解得F＝9.6 N
轮之间的摩擦，则下列说法正确的是
√A.悬挂滑轮的轴对滑轮的作用力一定增大
√B.绳子对A的拉力一定增大
C.地面对A物体的摩擦力可能减少
图2
D.A物体对地面的压力增大
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解析 绳子的拉力等于物体B的重力，悬挂滑轮的轴对滑轮的作用力等 于两侧绳子上的拉力的合力，当增加物体B的重力且A仍然保持静止时， 两侧绳上拉力的合力变大，则悬挂滑轮的轴对滑轮的作用力变大，故选 项A正确； 当增加B的重力时，绳子对A的拉力一定增大，选项B正确； 地面对物体A的摩擦力等于绳子的拉力的水平分力，故增加物体B的重力 时，地面对A物体的摩擦力增大，选项C错误； 对物体A，在竖直方向有FN＋FTsin θ＝mAg，可知随 拉力FT的增大，FN减小，由牛顿第三定律得A物体 对地面的压力减小，选项D错误.
高一物理练习——共点力作用下物体的平衡(二)
第十天共点力作用下物体的平衡（二）1．如图所示，在竖直墙壁的A点处有一根水平轻杆a，杆的左端有一个轻滑轮O.一根细线上端固定在该天花板的B点处，细线跨过滑轮O，下端系一个重为G的物体，开始时BO段细线与天花板的夹角为θ＝30°.系统保持静止，当轻杆a缓慢向下平动的过程中，不计一切摩擦．下列说法中正确的是()A．细线BO对天花板的拉力减小B．a杆对滑轮的作用力逐渐减小C．a杆对滑轮的作用力的方向沿杆水平向右D．墙壁对a杆的作用力不变2．如图所示，质量均为m的小球A、B用两根不可伸长的轻绳连接后悬挂于O点，在外力F的作用下，小球A、B处于静止状态．若要使两小球处于静止状态且悬线OA与竖直方向的夹角θ保持30°不变，则外力F的大小不可能．．．的是()A．可能为33mg B．可能为52mgC．可能为3mg D．可能为mg3.《大国工匠》节目中讲述了王进利用“秋千法”在1000kV的高压线上带电作业的过程。
如图所示，绝缘轻绳OD一端固定在高压线杆塔上的O点，另一端固定在兜篮上。
另一绝缘轻绳跨过固定在杆塔上C点的定滑轮，一端连接兜篮，另一端由工人控制。
身穿屏蔽服的王进坐在兜篮里，缓慢地从C点运动到处于O点正下方E点的电缆处。
绳O D一直处于伸直状态，兜篮、王进及携带的设备总质量为m，不计一切阻力，重力加速度大小为g。
关于王进从C点运动到E点的过程中，下列说法正确的是()A．工人对绳的拉力一直变大B．绳OD的拉力一直变小C．OD、CD两绳拉力的合力大小等于mgD．当绳CD与竖直方向的夹角为30°时，工人对绳的拉力为33 mg4．半圆柱体P放在粗糙的水平地面上，其右端有固定放置的竖直挡板MN.在P和MN之间放有一个光滑均匀的小圆柱体Q，整个装置处于静止状态．如右图所示是这个装置的纵截面图. 若用外力使MN保持竖直，缓慢地向右移动，在Q落到地面以前，发现P始终保持静止．在此过程中，下列说法中正确的是()A．MN对Q的弹力逐渐减小B．地面对P的摩擦力逐渐增大C．P、Q间的弹力先减小后增大D．Q所受的合力逐渐增大5．如图所示，所受重力为G 的均匀小球放在倾角为α的斜面上，球被与斜面夹角为θ的木板挡住，球面、木板均光滑．若使球对木板压力最小，则木板与斜面间夹角θ应为( )A ．α B.π2－α C.π2 D.π2＋α 6．如下图所示，在一根粗糙的水平直杆上套有两个质量均为m 的铁环，两铁环上系着两根等长细线，共同拴住质量为M 的小球，两铁环与小球都处于静止状态．现想办法使得两铁环间距离增大稍许而同时仍能保持系统平衡，则水平直杆对铁环的支持力F N 和摩擦力F f 的可能变化是( )A ．F N 减小B ．F N 增大C ．F f 增大D ．F f 不变7．如图所示，光滑的轻滑轮通过支架固定在天花板上，一足够长的细绳跨过滑轮，一端悬挂小球b ，另一端与套在水平细杆上的小球a 连接。
共点力的平衡条件2
共点力作用下物体的平衡 说课
教师或学生提出，发现问题
探索发现
讨论交流
得出结论或解决问题
四 说教学过程
2
三 操作演练 形成技能
演示实验
内容一
内容二
提出新问题
采用学生自主探索实验，适时引入。
四、说教学过程
五 归纳小节 拓展思维
很据本书内容，结合板书对本节内容再次疏理， 便于在心中建立一个框架，对所学内容加深理解 记忆 让学生把课堂的知识真正的运用到实践的 当中，做到学以致用，我设计了以下内容： 学生自己通过各种途径，查找资料，思考， 牛顿第一定律与本节课的关系。
2
掌握共点力的 平衡条件
4
通过共点力平衡条 件的得出过程，培 养学生理论联系实 际的观点。
教学 目标
3
通过观察三个共点力平 衡的演示实验，推出共 点力作用下物体的平衡 条件，培养学生的观察 能力，分析推理能力。
二、说重难点
教学的重难点：
重点
1：共点力作用下物体 的平衡状态。
2：共点力的平衡条件。
难点
五、说板书设计
在学习的引入过程中，我运用的 是小黑板出示的方法，因此我将 黑板分为四个板块，第一板块用 于对新知识的探究，第二板块用 于作图，第三板块和第四板块轮 换使用，主要用于例题的讲解和 学生练习
即：
共点力的平衡条件。
三、说教法、学法
教
自主探究法
实验法 归纳法 讲练法
法
学
合作交流法 成果展示法
法
四 说教学过程
1 第一环节：创设情境 引入新课2源自第二环节：自主学习 探究新知
3
第三环节：操作演练 形成技能
4 5
第四环节：归纳小节 拓展思维
高中物理第三章第五节共点力的平衡条件教案2粤教版必修1
⾼中物理第三章第五节共点⼒的平衡条件教案2粤教版必修1第五节共点⼒的平衡条件在⽇常⽣活中我们所见的有些物体将保持着原来静⽌或匀速直线运动状态（例：放在桌⾯上的物体，匀速运动的汽车等）由⽜顿运动定律可知，物体的运动状态在⼒的作⽤下发⽣改变，因此，从物体受⼒的⾓度去寻找物体保持原状态的条件是解决问题的关键所在。
（⼀）平衡状态1.共点⼒（复习回顾）：⼏个⼒如果作⽤在物体的同⼀点，或者它们的作⽤线相交于⼀点，这⼏个⼒叫做共点⼒。
2. 平衡状态：⼀个问题在共点⼒的作⽤下，如果保持静⽌或者做匀速直线运动，我们就说这个外同处于平衡状态。
⑴共点⼒作⽤下物体平衡状态的运动学特征：加速度为零。
⑵“保持”某状态与“瞬时”某状态有区别：竖直上抛的物体运动到最该点时，这⼀瞬间的速度为零。
但这⼀状态不能保持，因⽽这⼀不能保持静⽌状态不属于平衡状态。
（⼆）共点⼒作⽤下物体的平衡条件1. 平衡条件：使物体处于平衡状态必须满⾜的条件2. 平衡条件的理论推导物体处于平衡状态→物体的运动状态不变→加速度为零→根据⽜顿第⼆定律F=ma 有物体所受的合外⼒F合=0反之亦然。
3. 共点⼒作⽤下的物体平衡条件：在共点⼒作⽤下物体的平衡条件：在共点⼒作⽤下物体的平衡条件是合⼒为零 F合=0⑴⼒的平衡：作⽤在物体上的⼏个⼒的合⼒为零，这种情形叫做⼒的平衡。
⑵ F合=0则在任⼀⽅向上物体所受合⼒也为零。
将物体所受的共点⼒正交分解，则平衡条件可表⽰为下列⽅程组：F x=0，F y=0。
⑶特例：①物体受两个共点⼒作⽤：若两个⼒组成平衡⼒，F合=0，则物体处于平衡状态。
②物体受三个共点⼒作⽤：若任两个⼒的合⼒与第三⼒组成平衡⼒，F合=0，则物体处于平衡状态。
4. 平衡条件的实验验证⑴⽤⼀个弹簧秤和钩码演⽰验证两⼒平衡的条件⑵⽤两个弹簧秤和⼀个钩码演⽰验证三⼒平衡的条件。
如图4-1-1，结点O 平衡时，记下两弹簧秤的⽰数F1、F2及⽅向，并按F1、F2的⼤⼩和⽅向做出⼒的图⽰，根据平⾏四边形定则，做出⼒F1、F2的合⼒跟砝码对O 的拉⼒⼤⼩F3（⼤⼩等于砝码重⼒G ）存在⼤⼩相等⽅向相反的关系。
高中物理 第三章 第5节 共点力的平衡教案 新人教版必修第一册-新人教版高一第一册物理教案
第5节共点力的平衡核心素养物理观念科学思维科学态度与责任1.物体的平衡状态及二力平衡条件。
2.理解物体在共点力作用下的平衡条件。
能应用“力的合成法、分解法、正交分解法”等方法解决实际的平衡问题。
能用共点力的平衡条件，分析生产生活中的实际问题。
知识点共点力平衡的条件1.平衡状态：物体受到几个力作用时，如果保持静止或匀速直线运动状态。
我们就说这个物体处于平衡状态。
2.平衡条件：在共点力作用下物体平衡的条件是合力为0，即F合＝0。
[思考判断](1)共点力一定作用于物体上的同一点。
(×)(2)作用于同一物体上的所有力都是共点力。
(×)(3)物体的加速度a＝0，则物体一定处于静止状态。
(×)(4)物体的速度很大，则F合很大。
(×)(5)某时刻物体的速度为零时，物体一定处于平衡状态。
(×)(6)沿光滑斜面下滑的物体处于平衡状态。
(×)物体瞬时速度为零时，不一定处于平衡状态。
例如，竖直上抛的物体运动到最高点时，这一瞬时速度为零，但这一状态不可能保持，因而不能称为静止。
核心要点共点力的平衡条件的理解[观察探究]如图所示，著名景点——某某飞来石独自静止于悬崖之上，它受哪些力作用？这些力大小、方向有何关系？它们的合力有何特点？答案受重力和支持力。
重力方向竖直向下、支持力方向竖直向上，二力等大、反向，合力为零。
[探究归纳]1.两种平衡情形(1)物体在共点力作用下处于静止状态。
(2)物体在共点力作用下处于匀速直线运动状态。
2.平衡条件的表达式F合＝03.由平衡条件得出的三个结论[试题案例][例1] 如图所示，质量为m的物块静止于斜面上，逐渐增大斜面的倾角θ，直到θ等于特定值φ时，物块达到“欲动未动”的临界状态，此时的摩擦力为最大静摩擦力，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求物块与斜面间的动摩擦因数μ。
解析物块m受力平衡，则有F N－mg cos φ＝0，F max－mg sin φ＝0。
高考复习——《力 物体的平衡》典型例题复习
一、力物体的平衡1、力：力是物体对物体的作用。
⑴力是一种作用，可以通过直接接触实现（如弹力、摩擦力），也可以通过场来实现（重力、电场力、磁场力）⑵力的性质：物质性（力不能脱离物体而独立存在）；相互性（成对出现，遵循牛顿第三定律）；矢量性（有大小和方向，遵从矢量运算法则）；效果性（形变、改变物体运动状态，即产生加速度）⑶力的要素：力的大小、方向和作用点称为力的三要素，它们共同影响力的作用效果。
力的描述：描述一个力，应描述力的三要素，除直接说明外，可以用力的图示和力的示意图的方法。
⑷力的分类：按作用方式，可分为场力（重力、电场力）、接触力（弹力、摩擦力）；接效果分，有动力、阻力、牵引力、向心力、恢复力等；接性质分，有重力、弹力、摩擦力、分子力等；按研究系统分，内力、外力。
2、重力：由于地球吸引，而使物体受到的力。
（1）重力的产生：由于地球的吸引而使物体受到的力叫重力。
（2）重力的大小：G=mg ，可以用弹簧秤测量，重力的大小与物体的速度、加速度无关。
（3）重力的方向：竖直向下。
（4）重心：重力的作用点。
重心的测定方法：悬挂法。
重心的位置与物体形状的关系：质量分布均匀的物体，重心位置只与物体形状有关，其几何中心就是重心；质量分布不均匀的物体，其重心的位置除了跟形状有关外，还跟物体的质量分布有关。
3、弹力（1）弹力的产生：发生弹性形变的物体，由于要恢复原来的形状，对跟它接触的物体产生力的作用，这种力叫弹力。
（2）产生的条件：两物体要相互接触；发生弹性形变。
（3）弹力的方向：①压力、支持力的方向总是垂直于接触面。
②绳对物体的拉力总是沿着绳收缩的方向。
③杆对物体的弹力不一定沿杆的方向。
如果轻直杆只有两个端点受力而处于平衡状态，则轻杆两端对物体的弹力的方向一定沿杆的方向。
例题：如图所示，光滑但质量分布不均的小球的球心在O ，重心在P ，静止在竖直墙和桌边之间。
试画出小球所受弹力。
解析：由于弹力的方向总是垂直于接触面，在A 点，弹力F 1应该垂直于球面所以沿半径方向指向球心O ；在B 点弹力F 2垂直于墙面，因此也沿半径指向球心O 。
共点力作用下物体的平衡专题(2014最新)
高一物理补充训练（三）——共点力作用下物体的平衡专题班级： 姓名： 学号：一、共点力的概念几个力作用于物体上的同一点或几个力的作用线相交于同一点，这几个力叫做共点力.二、共点力作用下物体的平衡条件1.平衡状态：一个物体在共点力的作用下，如果保持静止或者做匀速直线运动，就说这个物体处于平衡状态.（区别速度为零）2.共点力作用下物体平衡条件是：合力为0，写成公式F 合=0.三、处理物体处于平衡状态时常用的方法1、当物体受到三个力处于平衡状态时（1）合成法：把其中任意两个力合成，则其合力与第三个力的关系是大小相等，方向相反；（2）分解法：把其中任一个力沿另两个力方向所在直线分解，则两个分力与另两个力的关系是分别对应大小相等，方向相反.（3）相似三角形法：实质就是在受力分析过程中，作出受力分析示意图，结合几何图形，找出相似的三角形，利用三角形相似原理，得到边角之间的对应关系进行求解。
2、如果物体受到三个以上的力作用时，一般用正交分解法.例1.如图所示，两个物体A 和B ，质量分别为M 和m ，用跨过定滑轮的轻绳相连，A 静止于水平地面上，不计摩擦，则A 对绳的作用力与地面对A 的作用力的大小分别为( ).(A )mg ，(M -m )g (B )mg ，Mg (C )(M -m )g ，Mg (D )(M +m )g ，(M -m )g例2．如图，光滑半球形容器固定在水平面上，O 为球心，一质量为m 的小滑块，在水平力F 的作用下静止P 点。
设滑块所受支持力为F N ,OF 与水平方向的夹角为q .下列关系正确的是（ ）A ． tan mg F q= B ．tan F mg q = C ．sin N mg F q = D ．sin N F mg q =例3.如图，用两根长度相等的轻绳，下端悬挂一个质量为m 的物体，上端分别固定在水平天花板上的M 、N 点，M 、N 间距为s ，已知两绳所能承受的最大拉力为T ，则每根绳的长度不得短于____________.例4．长为L 的轻绳，将其两端分别固定在相距为d 的两坚直墙面上的A 、B两点。
物体的平衡课件
A．2 个 C．4 个
B．3 个 D．5 个
[解析] MN 与 P 接触时有两种情况，若接触时无弹力，此时 P 受重力和弹簧的支持力 2 个力作用，A 项正确；若接触时有弹 力，则 P 平衡时必然还受到沿斜面向下的静摩擦力，因此 P 应 受 4 个力作用，故 C 项正确． [答案] AC
共点力作用下物体的平衡 1．对平衡状态的理解 (1)两种平衡状态：共点力作用下的平衡状态包括静止状态和匀 速直线运动状态． (2)“静止”和“v＝0”的区别与联系 v＝0aa＝ ≠00时 时， ，是 不静 是止 平， 衡是 状平 态衡状态 总之，平衡状态是指 a＝0 的状态．
Fx 合＝FTsin θ－F＝0 Fy 合＝FTcos θ－mg＝0 解得 F＝mgtan θ. 法四：三角形法 三个力的示意图首尾相连构成一个直角三角形，如图戊所示， 由三角函数可求得 F＝mgtan θ. 由所得结果可见，当金属球的质量 m 一定时，风力 F 只跟偏角 θ 有关．因此，偏角 θ 的大小就可以指示出风力的大小． [答案] 见解析
如图，一小球放置在木板与竖直墙面之间．设墙面对球 的弹力大小为 FN1，木板对球的弹力大小为 FN2.以木板与墙连 接点所形成的水平直线为轴，将木板从图示位置开始缓慢地转 到水平位置．不计摩擦，在此过程中( ) A．FN1 始终减小，FN2 始终增大 B．FN1 始终减小，FN2 始终减小 C．FN1 先增大后减小，FN2 始终减小 D．FN1 先增大后减小，FN2 先减小后增大
A，用一细线悬吊一个质量为 m 的球 B．现用一水平拉力缓慢
地拉起球 B，使细线与竖直方向成 37°角，此时环 A 仍保持静 止．求： (1)此时水平拉力 F 的大小； (2)横杆对环的支持力的大小； (3)杆对环的摩擦力．
第3章第5节共点力的平衡(课件)
环节三：共点力的平衡条件的应用
在求解过程中，大家在求哪两个力的合力时遇到了困 难？有没有更容易的处理方法呢？
利用正交分解法处理问题的步骤： (1)建立xOy直角坐标系。 (2)将不在坐标轴上的力分解到坐标轴上。 (3)分别求出x轴、y轴上各分力的矢量和。 (4)求共点力的合力。
环节三：共点力的平衡条件的应用
环节二：探究共点力的平衡条件
如果有四个力，它们使物体处于静止状态，这四个力 是什么关系呢？
可以分别把两个力求合力，再比较这两个合力的关系。 应该也是相等的。
环节二：探究共点力的平衡条件
该如何设计实验证明你的猜想？ 可以利用力传感器来测量拉塑料片的四个力，并用磁 铁让力传感器固定在黑板平面上。记录数据，同时用手机 拍照得到四个力的方向。把数据和图片导入几何画板，得 出两个合力，并对这两个合力进行比较。
拉力F为3 723 N。
课堂练习
C
课堂练习
课堂练习
你能根据老师提供的带有3个孔的透明塑料环状圆片1 个、棉线3条、弹簧测力计3个、白纸和木板等实验器材， 设计一个验证实验吗？
用弹簧测力计将塑料片保持在平衡状态即静止状态； 然后，记录这三个力的大小和方向；再利用平行四边形定 则求其中两个力的合力，再和第三个力进行比较。
环节二：探究共点力的平衡条件
根据实验结果可以得出什么结论？ 三个力使塑料片处于静止时，两个力的合力与第三个 力大小相等，方向相反，在同一条直线上。
环节二：探究共点力的平衡条件
如果用两条互成角度的细线把矿泉水瓶提起并静止。 此时，矿泉水瓶受到几个力的作用？它们是什么关系？你 怎么证明这个关系？
矿泉水瓶受到三个力的作用。两个拉力的合力应该和 矿泉水瓶的重力大小相等，方向相反，作用在同一条直线 上。这三个力的合力应该为0。
人教版高中物理必修1精品课件 第3章 相互作用——力 5.共点力的平衡
0
。
y 轴上的合力:Fy=1 + 2 + 3 +…=
0
。
情境链接 有一些旅客斜向上拉着行李箱走,有一些旅客斜向下推着行李箱
走。请判断拉着行李箱走省力还是推着行李箱走省力,并说明理由。
提示 拉着行李箱走省力。
拉着行李箱走时,行李箱受力如图甲所示,根据平衡条件有Fcos α=Ff,
个力等大反向,这样就可以利用解三角形的知识,确定绳的
拉力大小。
方法二:正交分解法。因为挂牌所受三个共点力的合力为零,所以将各力沿
两个互相垂直的方向正交分解后,有Fx=0,Fy=0,由方程即可确定绳的拉力
大小。
知识归纳
1.处理静态平衡问题的常用方法
方法
合成法
内容
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
(2)应用正交分解法时,常按以下方法建立坐标轴。
①研究水平面上的物体时,通常沿水平方向和竖直方向建立坐标轴。
②研究斜面上的物体时,通常沿斜面方向和垂直斜面方向建立坐标轴。
③研究物体在杆(或绳)的作用下转动时,通常沿杆(或绳)方向和垂直杆(或
绳)的方向建立坐标轴。
对点演练
2.(2023山西朔州联考)如图所示,轻杆一端与竖直墙上的铰链连接,另一端
(1)挂牌受几个力作用?这些力是共点力吗?
(2)怎样确定两侧绳的拉力大小?说说你的想法。
要点提示 (1)如图所示,挂牌受重力、两侧绳的拉力,共三
个力作用,这三个力的作用线相交于一点,是共点力;
(2)方法一:利用合成法。根据共点力平衡的条件可知,挂牌
所受三个共点力的合力为零,即任意两个力的合力与第三
(2)物体受共点力作用处于平衡状态,各力一定作用于物体的同一点。(×)