受力分析、物体的平衡
静力学中的受力分析与平衡条件
静力学中的受力分析与平衡条件静力学是物理学的一个分支，研究物体在静止状态下的性质和行为。
在静力学中，受力分析是非常重要的一部分，它帮助我们理解物体的受力情况以及如何保持平衡。
本文将探讨静力学中的受力分析与平衡条件，并介绍一些常见的静力学问题。
一、受力分析受力分析是静力学的基础，通过分析物体所受到的力可以确定物体的平衡状态。
在受力分析中，我们需要考虑三个方面的力，即作用力、反作用力和重力。
1. 作用力：作用力是指物体所受到的外力，比如我们用手推动一辆自行车，手的作用力对应着物体所受到的作用力。
2. 反作用力：根据牛顿第三定律，每一个作用力都有一个等大、反向的反作用力。
以刚才的例子，手对自行车施加的作用力正好等于自行车对手施加的反作用力。
3. 重力：重力是地球对物体的吸引力，是物体的重量。
重力的大小取决于物体的质量和地球的引力常数。
在受力分析中，我们通常用地球重力加速度的近似值9.8m/s²来计算重力的大小。
受力分析的基本原则是，物体处于平衡状态时，所有作用力的合力和合力矩都为零。
这就引入了平衡条件的概念。
二、平衡条件平衡条件是静力学中非常重要的概念，用于描述物体处于平衡状态时受力的关系。
平衡条件包括两个方面，即力的平衡和力矩的平衡。
1. 力的平衡：当物体处于平衡状态时，所有作用力的合力为零。
即ΣF=0，其中ΣF表示作用力的合力。
例如，一个悬挂在天花板上的吊扇，由于重力和引擎产生的力相互平衡，所以整个吊扇保持静止。
2. 力矩的平衡：当物体处于平衡状态时，所有力矩的合力为零。
力矩是指作用力在垂直于力臂方向上的分量与力臂的乘积，其中力臂是指从旋转轴到作用力的垂直距离。
即Στ=0，其中Στ表示力矩的合力。
例如，一个平衡在桌子边缘的放大镜，由于重力产生的力矩和支撑力产生的力矩相互平衡，所以放大镜保持稳定。
通过对力和力矩的平衡条件的分析，我们可以解决许多与物体平衡有关的问题。
三、常见静力学问题静力学中存在着许多常见的问题，以下是一些例子：1. 斜面问题：考虑一个物体沿着斜面下滑的情况，我们可以根据重力和斜面的倾角来计算摩擦力是否足够使物体停止滑动。
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。
物体的平衡受力分析――特例及规律
《高考专栏――物理》 力 物体的平衡――特例及规律物体在受力平衡条件下，可以是静止的，也可以是匀速直线运动或匀速转动，还有的物体虽然在运动中受力不平衡，但过程进行得很“缓慢”也可以认为运动中的每个状态是受力平衡的，这样就能够按受力平衡来处理。
总的来看，物体受力平衡时，应该同时满足两个条件：一是合力为零，二是合力矩为零。
而在不同的特殊条件下，又有一些各自具体的特点及规律，下面就对几种特例进行分析。
问题1:弄清滑动摩擦力与静摩擦力大小计算方法的不同。
当物体间存在滑动摩擦力时，其大小即可由公式f N =μ计算，由此可看出它只与接触面间的动摩擦因数μ及正压力N 有关，而与相对运动速度大小、接触面积的大小无关。
正压力是静摩擦力产生的条件之一，但静摩擦力的大小与正压力无关（最大静摩擦力除外）。
当物体处于平衡状态时，静摩擦力的大小由平衡条件∑=F 0来求；而物体处于非平衡态的某些静摩擦力的大小应由牛顿第二定律求。
例1、 如图1所示，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，现物块静止不动，则摩擦力的大小为_________。
分析与解：物块ABC 受到重力、墙的支持力、摩擦力及推力四个力作用而平衡，由平衡条件不难得出静摩擦力大小为f mg F =+sin α。
例2、如图2所示，质量分别为m 和M 的两物体P 和Q 叠放在倾角为θ的斜面上，P 、Q 之间的动摩擦因数为μ1，Q 与斜面间的动摩擦因数为μ2。
当它们从静止开始沿斜面滑下时，两物体始终保持相对静止，则物体P 受到的摩擦力大小为：A ．0； B. μ1mgcosθ; C. μ2mgcosθ; D. (μ1+μ2)mgcosθ;分析与解：当物体P 和Q 一起沿斜面加速下滑时，其加速度为：a=gsinθ-μ2gcosθ.因为P 和Q 相对静止，所以P 和Q 之间的摩擦力为静摩擦力，不能用公式f N =μ求解。
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。
受力分析及物体平衡典型例题解析
受力分析及物体平衡典型例题解析物体的受力分析和平衡是物理学中重要的基础概念之一。
通过对物体所受力的分析，我们可以更好地理解物体的平衡条件以及力的平衡定律。
本文将通过几个典型例题来解析受力分析和物体平衡的相关知识。
1. 例题一：挂在水平轴上的物体假设有一个质量为m的物体被挂在一个水平轴上，并受到一个斜向上的力F和垂直向下的重力mg。
我们需要分析这个物体所受的所有力，并判断它是否处于平衡状态。
首先，我们需要确定这个物体所受的力。
由题意可知，物体受到的力有斜向上的力F和垂直向下的重力mg两个方向的力。
接下来，根据力的平衡定律，在水平方向上，物体受到的合力为零。
即F = 0，这表示物体在水平方向上没有受到外力的作用，保持原来的匀速直线运动状态。
在垂直方向上，物体受到的合力为零。
即F - mg = 0，解得F = mg。
这表示斜向上的力F等于物体的重力。
因此，我们可以得出结论：在这个例子中，物体处于平衡状态，受到斜向上的力F和垂直向下的重力mg的作用。
2. 例题二：悬挂在绳子上的物体假设有一个质量为m的物体悬挂在一根不可伸长的绳子上，并受到重力mg和绳子的拉力T。
我们需要分析这个物体所受的所有力，并判断它是否处于平衡状态。
首先，我们需要确定这个物体所受的力。
由题意可知，物体受到的力有重力mg和绳子的拉力T两个方向的力。
接下来，根据力的平衡定律，在垂直方向上，物体受到的合力为零。
即T - mg = 0，解得T = mg。
这表示绳子的拉力等于物体的重力。
在水平方向上，物体受到的合力为零。
即水平方向上没有受到外力的作用。
因此，我们可以得出结论：在这个例子中，物体处于平衡状态，受到绳子的拉力T和重力mg的作用。
3. 例题三：平板上的物体假设有一个质量为m的物体放置在一个倾斜角度为α的平板上，并受到平板的支持力N、重力mg以及摩擦力f的作用。
我们需要分析这个物体所受的所有力，并判断它是否处于平衡状态。
首先，我们需要确定这个物体所受的力。
物体的平衡专题(一)：平衡态受力分析
物体的平衡专题（一）—— 平衡态的受力分析专题常用方法：1、静态平衡：正交分解法2、动态平衡：类型一 特点：三力中有一个不变的力，另有一个力的方向不变解决方法：矢量三角形类型二 特点：三力中只有一个不变的力，另两力方向都在变解决方法：相似三角形（力三角和几何三角的相似）特殊类型 特点：三力中只有一个不变的力，另两力方向都在变，但这两力的夹角不变解决方法：边角关系解三角形（如果夹角是直角，一般利用三角函数性质，如果夹角非直角，一般会用到正弦定理）注：动态平衡方法一般适用于三力平衡，若非三力状态，可先通过合成步骤变成三力平衡状态。
3、系统有多个物体的分析，整体法与隔离法【例题1】如图所示，在倾角为θ的斜面上，放一质量为m 的光滑小球，球被竖直的木板挡住，则球对挡板的压力和球对斜面的压力分别是多少？【例题2】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m 1和m 2的小球．当它们处于平衡状态时，质量为m 1的小球与O 点的连线与水平线的夹角为α=60°两小球的质量比12m m 为（ ） A ．33 B ．32 C ．23 D ．22 【例题3】如图，电灯悬挂于两干墙之间，要换绳OA ，使连接点A 上移，但保持O 点位置不变，则在A 点向上移动的过程中，绳OA 的拉力如何变化？【例题4】用等长的细绳0A 和0B 悬挂一个重为G 的物体，如图所示，在保持O 点位置不变的前提下，使绳的B 端沿半径等于绳长的圆弧轨道向C 点移动，在移动的过程中绳OB 上张力大小的变化情况是（ ）A ．先减小后增大B ．逐渐减小C ．逐渐增大D ．OB 与OA 夹角等于90o 时，OB 绳上张力最大【例题5】重G 的光滑小球静止在固定斜面和竖直挡板之间。
若挡板逆时针缓慢转到水平位置，在该过程中，斜面和挡板对小球的弹力的大小F 1、F 2各如何变化？【例题6】（2016全国卷II）质量为m的物体用轻绳AB悬挂于天花板上。
高中物理整体法、隔离法受力分析专题讲解
受力分析、物体的平衡1．隔离法：将某物体从周围物体中隔离出来，单独分析该物体所受到的各个力，称为隔离法。
隔离法的原则：把相连结的各个物体看成一个整体，如果要分析的是整体内物体间的相互作用力（即内力），就要把跟该力有关的某物体隔离出来。
当然，对隔离出来的物体而言，它受到的各个力就应视为外力了。
2．整体法：把相互连结的几个物体视为一个整体（系统），从而分析整体外的物体对整体中各个物体的作用力（外力），称为整体法。
整体法的基本原则：（1）当整体中各物体具有相同的加速度（加速度不相同的问题，中学阶段不建议采用整体法）或都处于平衡状态（即a =0）时，命题要研究的是外力，而非内力时，选整体为研究对象。
（2）整体法要分析的是外力，而不是分析整体中各物体间的相互作用力（内力）。
（3）整体法的运用原则是先避开次要矛盾（未知的内力）突出主要矛盾（要研究的外力）这样一种辨证的思想。
3．整体法、隔离法的交替运用对于连结体问题，多数情况既要分析外力，又要分析内力，这时我们可以采取先整体（解决外力）后隔离（解决内力）的交叉运用方法，当然个别情况也可先隔离（由已知内力解决未知外力）再整体的相反运用顺序。
考点二：共点力作用下物体的平衡1.平衡状态一个物体在力的作用下保持静止或匀速直线运动状态,就说这个物体处于平衡状态.如光滑水平面上做匀速直线滑动的物块、沿斜面匀速直线下滑的木箱、天花板上悬挂的吊灯等,这些物体都处于平衡状态.2．共点力的平衡条件 在共点力作用下物体的平衡条件是合力为零，即0F =合。
3.平衡条件的推论（1）如果物体在两个力的作用下处于平衡状态，这两个力必定大小相等、方向相反，为一对平衡力。
（2）如果物体在三个力的作用下处于平衡状态，其中任意两个力的合力一定与第三个力大小相等、方向相反。
（3）如果物体受多个力作用而处于平衡状态，其中任何一个力与其他力的合力大小相等、方向相反。
（4）当物体处于平衡状态时，沿任意方向物体所受的合力均为零。
受力分析及物体平衡典型例题解析
受力分析及物体平衡典型例题解析在物理学中，受力分析和物体平衡是非常重要的基础知识。
通过对物体所受力的分析，我们可以了解物体的运动状态以及是否处于平衡状态。
本文将通过解析几个典型的例题，帮助读者更好地理解受力分析和物体平衡的概念。
例题一：垂直轴上的物体平衡将一个质量为10千克的木块悬挂在一根质量忽略不计的轻杆上，轻杆的一端固定在墙上，另一端与滑轮相连，滑轮距地面高度为2米。
现求木块上挂的重物的质量是多少？解析：首先，我们可以根据题目中给出的物体的质量和距离，得到所受到的重力，即10千克 * 9.8米/秒² = 98牛顿。
由于木块处于静止状态，根据角动量守恒定律，木块所受合力矩为零。
由于轻杆质量忽略不计，可以将滑轮视为质量忽略不计的点，即滑轮为定轴。
设木块上挂的重物的质量为M，根据力矩平衡公式有：2米 * 98牛顿 - 0米 * M = 0解得：M = 98千克所以，木块上挂的重物的质量为98千克。
例题二：倾斜面上的物体平衡一个质量为5千克的木箱被放置在一个倾角为30°的光滑斜面上，斜面上有一垂直向上的力F使木箱处于静止状态，求力F的大小。
解析：首先，我们可以根据题目中给出的物体的质量和斜面的倾角，得到物体所受到的重力，即5千克 * 9.8米/秒² = 49牛顿。
由于木箱处于静止状态，根据 Newton's第一定律，合力等于零。
这意味着斜面上的力F必须与斜面的竖直方向的分量相抵消。
设力F的大小为F1，根据受力分析，可以得到以下等式：F1 * cos30° = 49牛顿解得：F1 = 98牛顿所以，力F的大小为98牛顿。
例题三：悬挂物体和支撑力的分析一个质量为2千克的物体用绳子悬挂在天花板上，绳子的倾角为60°，求绳子的拉力和天花板对物体的支撑力。
解析：首先，根据题目中给出的物体的质量和绳子的倾角，可以得到物体所受到的重力，即2千克 * 9.8米/秒² = 19.6牛顿。
热点1 受力分析和物体的平衡
热点1受力分析和物体的平衡1.(2023·河北唐山市二模)磁吸无线充电宝本身具有磁性，手机可以直接吸附在充电宝上进行无线充电，手机不与桌面接触，手机和充电宝整体由图示位置缓慢转至竖直，两者始终保持相对静止。
若充电宝与手机间的磁吸力大小保持恒定，则()A．手机始终受到三个力的作用B．充电宝对手机的弹力不变C．充电宝对手机的摩擦力逐渐减小D．充电宝对手机的作用力不变答案 D解析手机受重力、垂直于接触面的弹力、磁吸力和沿接触面向上的静摩擦力，手机和充电宝整体由题图所示位置缓慢转至竖直，两者始终保持相对静止，所以手机始终受到四个力的作用，故A错误；设手机与水平面的夹角为θ，根据平衡条件有F f＝mg sin θ，F N＝mg cos θ＋F吸，手机和充电宝整体由题图所示位置缓慢转至竖直，则θ逐渐增大，F吸不变，可知静摩擦力增大，充电宝对手机的弹力减小，故B、C错误；根据平衡条件可知，充电宝对手机的作用力始终与手机的重力平衡，所以充电宝对手机的作用力不变，故D正确。
2．(2023·福建福州市三模)有一种瓜子破壳器如图甲所示，将瓜子放入两圆柱体所夹的凹槽之间，按压瓜子即可破开瓜子壳。
破壳器截面如图乙所示，瓜子的剖面可视作顶角为θ的扇形，将其竖直放入两完全相同的水平等高圆柱体A、B之间，并用竖直向下的恒力F按压瓜子且保持静止，若此时瓜子壳未破开，忽略瓜子的重力，不计摩擦，则()A ．若仅减小A 、B 距离，圆柱体A 对瓜子的压力变大B ．若仅减小A 、B 距离，圆柱体A 对瓜子的压力变小C ．若A 、B 距离不变，顶角θ越大，圆柱体A 对瓜子的压力越大D ．若A 、B 距离不变，顶角θ越大，圆柱体A 对瓜子的压力越小答案 D解析 瓜子处于平衡状态，若仅减小A 、B 距离，A 、B 对瓜子的压力方向不变，则大小也不变，A 、B 错误；若A 、B 距离不变，顶角θ越大，则A 、B 对瓜子压力的夹角越小，合力不变，则A 、B 对瓜子的压力越小，C 错误，D 正确。
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_物体的平衡
答案：5mg
如图所示，物体A靠在竖直墙面上， 在力F作用下，A、B保持静止.物体B的 受力个数为（ ） A．2 B．3 C．4 D．5
• 如图所示，质量为m的正方体和质量为M的正方体放在两竖直墙 和水平面问，处于静止状态.m与M相接触边与竖直方向的夹角为 α若不计一切摩擦，求： • （1）水平面对正方体M的弹力大小； • （2）墙面对正方体m的弹力大小.
推论(1)：若物体受多个力作用而平衡，则其 中任意一个力与其余力的合力 一定大小相等， 方向相反，且作用在同一直线上 .
推论(2)：若一个物体受三个力而平衡，则三 个力中任意两个力的合力必与第三个力 大小相 等，方向相反，且作用在同一直线上 .若这三个 力是非平行力，则三个力一定是 共点力 (三力 交汇原理)．如果将这三个力的矢量平移，则一定 可以得到一个首尾相接的 封闭三角形 .
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？
解答：若物体处于平衡状态，则所受合外力 为零，在两个相互垂直的方向上将所有力分解后， 在两个方向上分别合成，在这两个方向上的合力 都为零，从而获得两个独立的方程．正交分解法 的优点是避免了多个成特殊角度的力的矢量合成， 分解后，只要处理一条直线上的力的合成问题．
整体法与隔离法在平衡问题中的应用
• 例3：如图235所示，在墙角外的水平地面上，静止放一质量为 4m、倾角为37°的三角形木块，在木块斜面与竖直墙壁间静止放 有一质量为m的光滑的小球，则木块对地面压力的大小为 ________，地面对木块的静摩擦力大小为________．
解析：对m有：FN 2 cos ＝mg FN 2 sin ＝FN 1 得：FN 1＝mg tan 4mg mg FN 对整体有： FN 1 Ff 1 FN 5mg 得： 3 Ff 1 mg tan mg 4
物体的受力分析与平衡条件的推导
物体的受力分析与平衡条件的推导物体的受力分析是力学中的基础概念之一，它帮助我们理解物体在不同力的作用下的运动状态。
通过对物体受力的分析，我们可以推导出平衡条件，进一步了解物体的平衡状态和稳定性。
一、物体的受力分析物体的受力分析是指对物体所受到的各种力进行分析和计算。
在物体的受力分析中，我们需要考虑以下几个方面的力：1. 重力：重力是物体受到的地球引力，它的大小与物体的质量成正比。
根据牛顿第二定律，物体所受的重力可以表示为Fg = mg，其中m为物体的质量，g为重力加速度。
2. 弹力：弹力是物体受到的弹性体的反作用力。
当物体与弹性体接触时，弹性体会产生一个与物体作用方向相反的力，这就是弹力。
弹力的大小与物体与弹性体接触的面积、物体与弹性体的弹性系数有关。
3. 摩擦力：摩擦力是物体在与其他物体接触时受到的阻碍其相对运动的力。
摩擦力可以分为静摩擦力和动摩擦力。
静摩擦力是物体在静止状态下受到的摩擦力，动摩擦力是物体在运动状态下受到的摩擦力。
摩擦力的大小与物体之间的接触面积、物体间的粗糙程度有关。
4. 引力：引力是物体之间相互吸引的力。
根据万有引力定律，两个物体之间的引力与它们的质量和距离的平方成反比。
引力的大小可以表示为F = G * (m1 * m2) / r^2，其中G为万有引力常数，m1、m2为两个物体的质量，r为它们之间的距离。
二、平衡条件的推导在物体的受力分析的基础上，我们可以推导出物体的平衡条件。
物体的平衡条件有两个方面：平衡力和平衡力矩。
1. 平衡力：当物体处于平衡状态时，所有作用在物体上的力的合力为零。
即ΣF = 0。
这意味着物体所受的各个力之间要么相互抵消，要么相互平衡，使得物体保持静止或匀速直线运动。
2. 平衡力矩：在物体的平衡状态下，物体所受的力矩的合为零。
即Στ = 0。
力矩是指力对物体产生的转动效果，它与力的大小、作用点和力臂的长度有关。
平衡力矩的条件可以表示为：Στ = ΣF * d = 0，其中ΣF为物体所受的所有力的合力，d 为力臂的长度。
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。
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。
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。
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。
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专题：受力分析和物体的平衡
学习目标：
1、能准确分析物体的受力情况，熟练画出物体的受力示意图
2、知道物体的平衡状态，了解物体的两种平衡情形
3、知道物体处于平衡状态的条件
4、能熟练处理动态平衡问题
活动方案：
活动一：受力分析
1、受力分析的一般步骤：
①、明确研究对象（研究对象可以是单个物体或物体的一部分，也可以是几个物体组成的系统)
②、按顺序分析受力（通常按照重力、弹力、摩擦力、外加力的顺序分析）
③、画受力示意图
④、检查有无多力、漏力
2、受力分析的注意事项:
①只画性质力（如：重力、弹力、摩擦力等）不画效果力（如：下滑力、动力、阻力等）
②只画实际力，不画分力。
分析图1中物体的受力情况（斜面光滑）例如—不能画出下滑力
③不能传导，不能画传导的力。
分析图2中B、C两物体的受力情况。
④惯性不是力，不能画成力。
分析图3中物体的受力情况（冲上斜面的物体沿斜面上滑）
⑤若某个力的方向不能确定，可以先假设这个力不存在，分析物体发生怎样的运动，然后再确定其方
向
例1、如上图所示，物体均处于静止状态，分析物体A、B的受力情况。
活动二：物体的平衡
1、物体的平衡：
（1）静平衡：物体在共点力作用下处于状态；
动平衡：物体在共点力作用下处于状态。
（2）“静止”和“v=0”的区别与联系
v=0时，如a=0，是静止，是平衡状态
如a0，不是静止，不是平衡状态
例2、物体在共点力作用下，下列说法中正确的是（）
A、物体的速度等于零，物体就一定处于平衡状态
B、物体相对另一物体保持静止时，物体一定处于平衡状态
C、物体所受合力为零时，物体一定处于平衡状态
D、物体做匀加速运动时，物体一定处于平衡状态
即时训练：下列属于平衡状态的物体是（）
A、在直轨道上高速行驶的磁悬浮列车
B、百米赛跑时，运动员起跑的瞬间
C、被乒乓球运动员击中的乒乓球与球怕相对静止时
D、乘客在加速行驶的列车中静止不动
2、共点力作用下物体的平衡条件：
（1）共点力的平衡条件：在共点力作用下物体的平衡条件是合力为零，即F合=0或F x合=0，F y合=0 （2）由平衡条件得出的结论：
①物体在两个力的作用下处于平衡状态，这两个力必定是一对平衡力
②物体在三个共点力的作用下处于平衡状态时，其中任意两个力的合力与第三个力等大反向
③物体受n个共点力作用而处于平衡状态时，其中的任意一个力与其他n-1个力的合力一定等大反向
④当物体处于平衡状态时，沿任意方向物体所受的合力为零
例
3、如图所示，在倾角为θ的斜面上，放置一个质量为m 的光滑小球，球被竖直的挡板挡住，斜面和木板对球的作用力分别是多大？
即时训练：如图所示，细线的一端固定于A点，细线上挂一质量为m的物体，另一端B固定在墙上，当AO与竖直方向成θ角，OB沿水平方向时，则：AO及BO对O点的拉力分别是多大？
3、动态平衡类问题
所谓动态平衡是指通过控制某些物理量，使物体的状态发生缓慢变化，而在这一过程中物体又始终处于一系列的平衡状态。
例4、如图所示，把球夹在竖直墙面AC和木板BC之间，不计摩擦，在将板BC逐渐放置水平的过程中，球对墙的压力和球对板的压力如何变化?
即时训练：
（1）、用三根轻绳将质量为m的物块悬挂在空中，如图所示，已知AO和BO与竖直方向的夹角都是30°，若想保持A、O两点的位置不变，而将B点下移至OB水平，则此过程中AO、OB绳上的拉力如何变化？
（2）、如图所示，当绳子的悬点A缓慢移到点的过程中，保持O点的位置不变，则AO、BO中的张力如何变化？它们的合力又如何变化？。