高一物理力平衡条件、整体法、隔离法

共点力平衡条件

1．共点力：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，我们就说这个物体处于平衡状态．

（1）共点力作用下物体平衡状态的运动学特征：加速度为零． （2）“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高点时，这一瞬时的速度为零（静止），但这一状态不可能保持， 因而这一不能保持的静止状态不属于平衡状态． 物理学中有时出现”缓慢移动”也说明物体处于平衡状态 3.共点力作用下物体的平衡条件是合外力为0

二、三个共点力体用下的动 态平衡的特点及解法

例题1：如右图所示，重力为G 的电灯通过两根细绳OB 与OA 悬挂于两墙之间，细绳OB 的一端固定于左墙B 点，且OB 沿水平方向，细绳OA 挂于右墙的A 点。

1．当细绳OA 与竖直方向成θ角时，两细绳OA 、OB 的拉力FA 、FB 分别是多大? 2．保持O 点和细绳OB 的位置，在A 点下移的过程中，细绳OA 及细绳OB 的拉力如何变化? 3．保持O 点和绳OA 的位置，在B 点上移的过程中，细绳OA 及细绳OB 的拉力如何变化?

例题2：如右图所示，圆环形支架上悬着两细绳OA 和OB,结于圆心O,下悬重为G 的物体.使OA 绳固定不动,将OB 绳的B 端沿半圆支架从水平位置缓慢移至竖直的位置C 的过程中,分析OA 绳和OB 绳所受的力的大小如何变化? FA 不断减小，FB 先减小后增大

例题3：如右图所示，长为5m 的细绳，两端分别系于竖立地面相距为4m 的两杆A 、B 点。绳上挂一个光滑的轻质滑轮，其下端连着一重为6N 的物体。

整体法和隔离法解决连接体

要点一 整体法

A

B

G

C

A

B

G C F A

1 F A

2 F A 3

F B 2 F

B 1

F B 3

即学即用

1.光滑水平面上,放一倾角为θ的光滑斜木块,质量为m 的光滑物体放在斜面上,如图所示, 现对斜面施加力F .

（1）若使M 静止不动,F 应为多大?

（2）若使M 与m 保持相对静止,F 应为多大? 答案 （1）21

mg sin 2θ （2）（M+m ）g tan θ

要点二 隔离法

即学即用

2.如图所示,质量为M 的木箱放在水平面上,木箱中的立杆上套着一个质量为m 的小球,开始时

小球在杆的顶端,由静止释放后,小球沿杆下滑的加速度为重力加速度的1/2,即a=g /2,则小

球在下滑的过程中,木箱对地面的压力为多少? 答案

g

m

M 2

2

题型1 隔离法的应用

【例1】如图所示,薄平板A 长L =5 m,质量M =5 kg,放在水平桌面上,板右端与桌边缘相齐.在

A 上距其右端s =3 m 处放一个质量m =2 kg 的小物体

B ,已知A 与B 之间的动摩擦因数μ1=0.1, A 、B 两物体与桌面间的动摩擦因数μ2=0.2,最初系统静止.现在对板A 向右施加一水平恒力F ,将A 从B 下抽出（设B 不会翻转）,且恰使B 停在桌面边缘,试求F 的大小（取g =10 m/s 2）.

答案 26 N

题型2 整体法与隔离法交替应用

【例2】如图所示,质量m =1 kg 的物块放在倾斜角θ=37°的斜面上,斜面体的质量M =2 kg, 斜面与物体间的动摩擦因数μ=0.2,地面光滑.现对斜面体施加一水平推力F ,要使物体m 相对斜面静止,F 应为多大?（设物体与斜面的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g 取10 m/s 2

）

答案 14.34 N ≤F ≤33.6 N

题型3 临界问题

【例3】如图所示,有一块木板静止在光滑足够长的水平面上,木板的质量为M =4

kg,长度为L =1 m;木板的右端停放着一个小滑块,小滑块的质量为m =1 kg,其尺寸远远小于木板长度,它与木板间的动摩擦因数为μ=0.4,已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力.求: （1）为使木板能从滑块下抽出来,作用在木板右端的水平恒力F 的大小应满足的条件. （2）若其他条件不变,在F =28 N 的水平恒力持续作用下,需多长时间能将木板从滑块下抽出.

答案 （1）F >20 N （2）1 s

1.如图所示,滑轮的质量不计,已知三个物体的质量关系是m 1=m 2+m 3,这时弹簧秤的读数为T .若把物体m 2从右边移到左边的物体m 1上,弹簧秤的读数T 将

（ ） A .增大

B .减小

C .不变

D .无法确定

答案 B

2.如图所示,斜面体ABC 置于粗糙的水平地面上,小木块m 在斜面上静止或滑动时,斜面体均保

持静止不动.下列哪种情况,斜面体受到地面向右的静摩擦力

（ ）

A .小木块m 静止在BC 斜面上

B .小木块m 沿B

C 斜面加速下滑

C .小木块m 沿BA 斜面减速下滑

D .小木块m 沿AB 斜面减速上滑

答案 BC

3.如图所示,在平静的水面上,有一长l =12 m 的木船,木船右端固定一直立桅杆,木船和桅杆的

总质量为m 1=200 kg,质量为m 2=50 kg 的人立于木船左端,开始时木船与人均静止.若人匀加

速向右奔跑至船的右端并立即抱住桅杆,经历的时间是2 s,船运动中受到水的阻力是船

（包括人）总重的0.1倍,g 取10 m/s 2

.求此过程中船的位移大小. 答案 0.4 m

4.如图所示,在长为L 的均匀杆的顶部A 处,紧密套有一小环,它们一起从某高处做自由落体运动,杆的B 端着地后,杆立即停止运动并保持竖直状态,最终小环恰能滑到杆的中间位置.