1、力和物体的平衡
高中物理复习：力与物体的平衡
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C 考点二 力学中物体的平衡
[知能必备] 1．平衡中的“三看”与“三想” (1)看到“缓慢”，想到“物体处于动态平衡状态”． (2)看到“轻绳、轻环”，想到“绳、环的质量可忽略不计”． (3)看到“光滑”，想到“摩擦力为零”．
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2．“四点”注意 (1)杆的弹力方向不一定沿着杆的方向． (2)摩擦力的方向总是与物体的相对运动方向或相对运动趋势方向相反，但与物 体的运动方向无必然的联系． (3)如果物体受多个力作用处于平衡状态，其中任何一个力与其余力的合力大小 相等，方向相反． (4)物体受到三个或三个以上力的作用时，可采用正交分解法求解．
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解析：D 对物体B受力分析可知，B一定受重力、支持力，将重力分解可知重 力有沿斜面向下的分力，B能匀速下滑，受力一定平衡，故A对B应有沿斜面向上的静 摩擦力；根据力的相互作用规律可知，A受到B的静摩擦力应沿斜面向下，故A、B错 误；对A、B整体受力分析，并将整体重力分解，可知沿斜面方向上，重力的分力与 摩擦力等大反向，故A受的滑动摩擦力沿斜面向上，大小为2mgsin θ，C错误；对A、 B整体受力分析，受重力、支持力和滑动摩擦力，由于匀速下滑，故重力沿斜面方向 的分力与滑动摩擦力平衡，故2mgsin θ＝μ·2mgcos θ，解得μ＝tan θ，选项D正确．
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C 考点三 电磁学中的平衡问题
1．电磁场中的常见力
[知能必备]
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2．处理电磁场中平衡问题的方法 与纯力学问题的分析方法大致相同，具体如下：
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[典例剖析] 角度1 电场中的平衡问题
(2021·陕西咸阳三模)如下图所示，甲、乙两带电小球的质量均为m，所 带电荷量分别为＋q和－q，两球间用绝缘细线2连接，甲球用绝缘细线1悬挂在天花 板上，在两球所在空间有沿水平方向向左的匀强电场，场强为E，且有qE＝mg，平衡 时细线都被拉直．则平衡时的可能位置图是( A )
新人教版物理课件：力和物体的平衡01力的基本概念
例2.图中AC为竖直墙面，AB为均匀横梁，其重量为G，处于水平 位置.BC为支持横梁的轻杆，A、 B、C三处均用铰链连接.试画出 横梁B端所受弹力的方向. 解：轻杆BC只有两端受力，所以B端所受压力沿 杆向斜下方，其反作用力轻杆对横梁的弹力F沿 轻杆延长线方向斜向上方. A F B
C
轻杆处于平衡状态，利用二力平衡条件，根据力产生的效果进行受力分 析。
⑶作用点：①概念：物体的各部分都受重力的作用，但从 效果（产生加速度或使物体发生形变）上看，我们可以认为物 体各部分受到的重力都集中在一点（各部分重力的合力的作用 点） ，这个点就是重力的作用点，叫做物体的重心．②测 量：薄板可用悬挂法测出
物体的重心位置与物体的质量分布和形状两个因素有关，只有质量分 布均匀的有规则几何形状的物体的重心才在其几何中心。
有相 对运 动趋 势 有相 对运 动
1.与 弹力 方向 垂直 2.与 接触 面相 切
与相对 0<f≤fm 运动趋 牛顿定律或 势方向 平衡条件计 算 相反
与相对 运动方 向相反
f N
两个有关 两个无关
弹力和静摩 擦力是被动 力，它们由 主动力和物 体的运动状 态（加速度） 共同决定。 通常用平衡 条件或牛顿 运动定律判 断方向和求 解大小。 滑动摩擦力大 小可根据 f=μN直接求 解或根据牛顿 定律和平衡条 件间接求解
例5. 在一粗糙的斜面上放置一正方形的箱子，其内部刚好放入 一个质量一定的金属球，现在从斜面顶端释放箱子，在其加速 下滑的过程中，下列关于球对箱子的作用力说法正确的是 A．球对箱子a面有压力 B．球对箱子b面有压力 C．球对箱子c面有压力 D．球对箱子d面有压力 FN 解:金属球刚好放入箱子，什么球与箱子以共同的 ( M m ) g cos 加速度向下运动，先以整体为研究对象，进行受 力分析，根据牛顿第二定律得
物体受力平衡的条件
物体受力平衡的条件物体受力平衡是物理学中一个重要的概念，它指的是在物体上受到的各个力的合力为零时，物体处于一种稳定的状态。
受力平衡的条件有三个：合力为零、力的矩为零和作用点在同一直线上。
本文将分析和讨论这些条件以及它们在实际问题中的应用。
一、合力为零物体受力平衡的首要条件是合力为零。
当物体受到的各个力的合力为零时，物体将保持静止或以匀速直线运动。
合力的计算可以使用向量的几何法或代数法。
通过向量的几何法，我们可以将各个力按照其大小和方向画在图纸上，然后通过平行四边形法则将这些力的向量相加。
如果合力的向量为零，物体就处于受力平衡的状态。
例如，在一个平面上放着一个不动的箱子，我们可以通过画出箱子受到的各个力图像，然后求出合力的向量来判断是否处于平衡状态。
通过代数法，我们可以将每个力按照其在横轴和纵轴上的分量进行分解。
然后，将所有的横向力分量相加，将所有的纵向力分量相加。
如果横向力的合力为零，纵向力的合力为零，物体就处于平衡状态。
这种方法在实际问题中更为常见，因为它不受力的方向限制。
二、力的矩为零除了合力为零外，物体受力平衡的第二个条件是力的矩为零。
力的矩是指力对物体产生的转动效应，它与力的大小、作用点和力臂（力对旋转轴的距离）有关。
当物体受到的各个力的矩的代数和为零时，物体将保持平衡。
计算力的矩可以使用以下公式：力的矩 = 力的大小 ×力臂。
力臂是力所作用的物体上一点到旋转轴的垂直距离。
在物体受力平衡的情况下，所有力的矩的代数和都应该为零。
例如，考虑一个杆子平衡在一个支点上的情况。
如果杆子上只有一个力作用且产生一个正向的力矩，那么必须有另一个力产生负向的力矩才能使杆子保持平衡。
三、作用点在同一直线上物体受力平衡的第三个条件是作用点在同一直线上。
当一个物体上所有受力的作用点都在同一直线上时，物体将保持平衡。
这是由于在这种情况下，力的矩都将相互抵消。
在实际问题中，我们可以通过绘制一个力的作用点图示来判断作用点是否在同一直线上。
物体的平衡与力矩力的平衡与物体稳定的条件
物体的平衡与力矩力的平衡与物体稳定的条件在物理学中，物体的平衡是指物体处于静止状态或匀速直线运动状态下，在无外力的情况下保持该状态的性质。
而力矩的平衡是指物体在绕某一轴旋转时，所有作用在物体上的力矩之和为零的状态。
物体的平衡与力矩力的平衡紧密相关，并且存在一定的条件来使物体保持稳定。
一、物体的平衡物体在静止或匀速直线运动状态下保持平衡，需要满足以下两个条件：1. 力的平衡：物体上所有作用在其上的力之合等于零。
根据牛顿第二定律，物体的加速度与作用在其上的合外力成正比，反向相反。
因此，在静止或匀速直线运动状态下，物体必须受到力的平衡才能保持平衡。
2. 转矩的平衡：物体绕某一轴旋转时，所有作用在物体上的力矩之和为零。
力矩是力对物体产生的旋转效应，它等于力的大小乘以力臂的长度。
当物体绕某一轴旋转时，所有作用在物体上的力矩之和必须为零，才能保持平衡。
二、力矩力的平衡与物体稳定的条件力矩是物理学中描述旋转的重要概念，它是由作用在物体上的力产生的旋转效应。
在力矩力的平衡状态下，物体保持稳定，不发生旋转或倾倒。
力矩力的平衡与物体稳定的条件如下：1. 作用力与力臂的关系：当物体受到多个作用力时，力矩的平衡要求作用力与力臂之间存在一定的关系。
力臂是力的作用点到旋转轴的垂直距离，它决定了力产生的旋转效应大小。
当物体受到多个作用力时，要保持力矩的平衡，作用力的大小与对应的力臂长度成反比。
2. 力的合力与力矩的关系：力的合力是所有作用力的矢量和，它决定了物体的加速度。
当物体处于力矩力的平衡状态时，力的合力必须为零，即所有作用力的合力为零。
如果力的合力不为零，将产生一个总力矩，使物体发生旋转。
三、物体稳定的条件物体在力矩力的平衡状态下能够保持稳定，需要满足以下条件：1. 重心位置：物体的重心是指物体所有质点所处位置的重心，它是物体物理性质的一个重要指标。
当物体处于力矩力的平衡状态时，重心必须位于支点的正上方，才能保持稳定。
高中物理-专题一第1讲力与物体的平衡
第1讲 力与物体的平衡 专题复习目标学科核心素养 高考命题方向 1.本讲主要解决力学和电学中的受力分析和共点力的平衡问题，涉及的力主要有重力、弹力、摩擦力、电场力和磁场力等。
2．掌握力的合成法和分解法、整体法与隔离法、解析法和图解法等的应用。
科学思维：用“整体和隔离”的思维研究物体的受力。
科学推理：在动态变化中分析力的变化。
高考以生活中实际物体的受力情景为依托，进行模型化受力分析。
主要题型：受力分析；整体法与隔离法的应用；静态平衡问题；动态平衡问题；电学中的平衡问题。
一、五种力的理解1．弹力 (1)大小：弹簧在弹性限度内，弹力的大小可由胡克定律F ＝kx 计算；一般情况下物体间相互作用的弹力可由平衡条件或牛顿运动定律来求解。
(2)方向：一般垂直于接触面(或切面)指向形变恢复的方向；绳的拉力沿绳指向绳收缩的方向。
2．摩擦力(1)大小：滑动摩擦力F f ＝μF N ，与接触面的面积无关；静摩擦力的增大有一个限度，具体值根据牛顿运动定律或平衡条件来求解。
(2)方向：沿接触面的切线方向，并且跟物体的相对运动或相对运动趋势的方向相反。
3．电场力(1)大小：F ＝qE 。
若为匀强电场，电场力则为恒力；若为非匀强电场，电场力则与电荷所处的位置有关。
点电荷间的库仑力F ＝k q 1q 2r 2。
(2)方向：正电荷所受电场力方向与电场强度方向一致，负电荷所受电场力方向与电场强度方向相反。
4．安培力(1)大小：F ＝BIL ，此式只适用于B ⊥I 的情况，且L 是导线的有效长度，当B∥I时，F＝0。
(2)方向：用左手定则判断，安培力垂直于B、I决定的平面。
5．洛伦兹力(1)大小：F＝q v B，此式只适用于B⊥v的情况。
当B∥v时，F＝0。
(2)方向：用左手定则判断，洛伦兹力垂直于B、v决定的平面，洛伦兹力不做功。
二、共点力的平衡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。
物体的受力和平衡知识点总结
物体的受力和平衡知识点总结物体的受力和平衡是物理学中的一项重要内容，研究物体在不同受力作用下的平衡条件和力的相互作用。
深入理解物体的受力和平衡对于解决物理学问题和实际应用有着重要意义。
本文将对物体的受力和平衡的相关知识进行总结，并结合实际例子进行阐述。
一、物体的受力物体受力是指作用于物体上的力的集合，根据力的来源可分为外力和内力。
外力是物体与外界其他物体相互作用产生的力，如重力、弹力、摩擦力等。
内力是物体内部各个部分相互作用产生的力，如分子间的库仑力、弹簧的弹力等。
1. 重力：是地球或其他天体对物体产生的吸引力，是物体质量与重力加速度的乘积，符号为Fg，单位为牛顿(N)。
2. 弹力：是物体与弹性体接触时产生的力，具有弹性特性，大小与物体的位移成正比，符号为Fe，单位为牛顿(N)。
3. 摩擦力：是物体相对运动或接触时产生的力，分为静摩擦力和动摩擦力。
静摩擦力是物体相对运动前的摩擦力，动摩擦力是物体相对运动时的摩擦力，符号分别为Fs和Fd，单位为牛顿(N)。
二、物体的平衡条件物体的平衡条件是指物体在受到多个力的作用时，力的合力为零时物体处于平衡状态。
物体平衡条件分为静平衡和动平衡。
1. 静平衡：物体处于静止状态或匀速直线运动状态，力的合力和力的合力矩均为零。
2. 动平衡：物体处于匀速曲线运动状态，力的合力为零，而力的合力矩不为零。
三、物体的受力分析方法物体的受力分析可以通过以下方法进行：1. 绘制受力图：根据物体所受力的方向、大小和作用点，画出力的示意图，方便分析受力情况。
2. 列示力的平衡方程：根据物体处于平衡状态，推导出力的平衡方程，利用数学方法解方程，求解物体所受力的大小和方向。
3. 利用牛顿第二定律：根据牛顿第二定律F=ma，利用物体的加速度、质量和所受合力，求解物体的受力情况。
四、实际应用示例物体的受力和平衡的知识在日常生活和工程实践中有广泛的应用。
以下是一些实际应用示例：1. 建筑工程中，通过受力分析确保建筑物的结构安全稳定，避免因受力不均导致的倒塌事故。
物体的平衡与力的平衡
物体的平衡与力的平衡物体的平衡与力的平衡是物理学中很重要的概念。
平衡是指物体处于稳定的状态，既不向任何方向倾斜，也不发生任何运动。
力的平衡则是指物体上施加的各个力以及它们之间的关系使得物体保持平衡。
本文将探讨物体的平衡以及力的平衡的相关概念和原理。
一、物体的平衡物体的平衡是指物体在各个方向上的受力之和为零，既不受到任何外力的作用，也不受到任何外力的影响而发生运动。
物体的平衡可以分为静态平衡和动态平衡两种情况。
1. 静态平衡静态平衡是指物体处于静止的状态，并且不发生任何运动。
在静态平衡下，物体的受力之和为零，既不受到任何合力的作用，也不受到任何合力的影响。
2. 动态平衡动态平衡是指物体处于匀速直线运动的状态，并且受到的合力等于零。
在动态平衡下，物体的受力之和也为零，但是物体会保持一定的运动状态。
二、力的平衡力的平衡是指物体上施加的各个力以及它们之间的关系使得物体保持平衡。
力的平衡可以分为平行力的平衡和非平行力的平衡两种情况。
1. 平行力的平衡平行力的平衡是指作用在物体上的各个平行力以及它们之间的关系使得物体保持平衡。
在平行力的平衡下，各个力的大小、方向和作用点之间需要满足平衡条件。
根据平衡条件，可以求解平行力的大小和作用点位置。
2. 非平行力的平衡非平行力的平衡是指作用在物体上的各个非平行力以及它们之间的关系使得物体保持平衡。
在非平行力的平衡下，各个力的大小、方向和作用点之间需要满足平衡条件。
一般情况下，非平行力的平衡需要通过向量分解和求解力矩的方法来进行分析。
三、平衡条件和力矩物体的平衡和力的平衡需要满足一定的条件，即平衡条件。
平衡条件包括力的平衡条件和力矩的平衡条件。
1. 力的平衡条件力的平衡条件是指作用在物体上的合力等于零。
即物体受到的所有力的矢量和为零，力的平衡条件可以用方程表示为∑F=0。
2. 力矩的平衡条件力矩的平衡条件是指作用在物体上的合力矩等于零。
力矩是力对于某一点的转动效果的量度，力矩的平衡条件可以用方程表示为∑M=0。
物理必修一力的平衡知识点
物理必修一力的平衡知识点
在物理必修一中，平衡是一个重要的概念。
平衡指的是物体静止或运动状态不发生改变的状态。
以下是关于力的平衡的一些重要知识点：
1. 力的平衡条件：对一个物体来说，力的合力为零时，物体处于力的平衡状态。
即ΣF=0，其中ΣF表示作用在物体上的所有力的矢量和。
2. 力的平衡的效果：当一个物体处于力的平衡状态时，物体将保持静止或匀速直线运动。
3. 平衡力的概念：在物体受到多个力的作用时，如果物体处于力的平衡状态，那么存在一个平衡力，其大小与方向与作用在物体上的其他力的大小与方向完全相反，从而使物体保持平衡。
4. 杠杆原理：杠杆原理是力的平衡的一个重要原理。
根据杠杆原理，物体处于平衡状态时，力的力矩之和为零。
力矩可以用公式M = F*d表示，其中M表示力矩，F表示力的大小，d表示力的作用点到转轴的距离。
5. 平衡力的示意图：在力的平衡问题中，通常使用示意图来表示力的大小和方向。
示意图中的箭头表示力的方向，箭头的长度表示力的大小。
6. 平衡力的用途：平衡力可以用于解决物体受力平衡的问题。
通过分析受力情况，可以确定平衡力的大小和方向，从而找到物体达到平衡的条件。
这些是物理必修一中关于力的平衡的一些重要知识点。
了解这些知识点可以帮助我们理解物体处于平衡状态时的力学原理，并且在解决力的平衡问题时有所帮助。
高中物理竞赛专题一力物体的平衡(含习题及答案)
专题一力物体的平衡第一讲力的处理矢量的运算1、加法表达：a + b = c o名词：c为“和矢量”。
法则：平行四边形法则。
如图1所示和矢量大小：c = a2b22abco^ ，其中a为a和b的夹角。
和矢量方向：c在a、b之间，和a夹角B = arcs in ------2 2.a b 2abcos:-2、减法表:达：a = c — b o名词：c为“被减数矢量”，b为“减数矢量”，a为“差矢量”法则：三角形法则。
如图2所示。
将被减数矢量和减数矢量的起始端平移到一点，然后连接两时量末端，指向被减数时量的时量，即是差矢量。
差矢量大小：a = ；b2• c2- 2bccosr，其中B为c和b的夹角。
差矢量的方向可以用正弦定理求得。
一条直线上的矢量运算是平行四边形和三角形法则的特例。
例题：已知质点做匀速率圆周运动，半径为R，周期为T，求它在-T内和4 1在-T内的平均加速度大小。
21解说：如图3所示，A到B点对应-T的过程，A4到C点对应1T的过程。
这三点的速度矢量分别设为2v A、v B和 v C。
图3_v t —V 。
/曰 __V B —V A . _v c —V A a =得：a AB = , a Ac =-tt ABt AC由于有两处涉及矢量减法，设两个差矢量.：V 1= V B — V A ，厶v 2= v c — V A ,根据三角形法则，它们在图3中的大小、方向已绘出（：V2的“三角形”已被拉 伸成一条直线）。
本题只关心各矢量的大小，显然：V A = V B = V c = 2JI R且.T■：v 1 = . 2 v A =2 2二 RTL V2 = :2 V A =4 二 R 'T2 2 二R4二 R所以： a AB =v 1 _ T =8 2 二Ra■ A V 2T - 8二 Rt ABT T 2ACt ACT T 242观察与思考：这两个加速度是否相等，匀速率圆周运动是不是匀变速运动? 答：否；不是。
高一物理力与平衡知识点归纳
高一物理力与平衡知识点归纳力与平衡是物理学中的重要概念，它研究物体受到的力及其相互作用对物体运动状态的影响。
在高一物理学习中，我们需要掌握并了解力与平衡的相关知识点。
本文将对高一物理力与平衡的知识点进行归纳，以帮助学生更好地理解和掌握相关内容。
一、力的概念与分类1. 力的定义：力是物体间相互作用的结果，是物体对其他物体或者物体对自身产生的相互作用。
2. 力的分类：力可以按其性质分为接触力和非接触力。
接触力是物体间直接接触时产生的力，如摩擦力、弹力等；非接触力是物体间不直接接触时产生的力，如万有引力、电磁力等。
二、平衡条件1. 平衡的定义：当物体受到的合力为零时，物体处于力的平衡状态，即物体的加速度为零。
2. 平衡的条件：物体处于平衡状态需要满足两个条件：合力为零、合力矩为零。
合力为零是指物体受到的所有力的矢量和为零；合力矩为零是指物体受到的所有力矩的矢量和为零。
三、力的合成与分解1. 力的合成：当一个物体受到多个力的作用时，这些力可以按顺序依次作用于物体上，也可用向量方法将这些力合成为一个合力，合力的大小和方向由各个力的大小和方向决定。
2. 力的分解：当一个力可以分解为多个力的合力时，通过向量方法可将该力分解为合理的分力，分力可以根据需要选择相互垂直的方向。
四、力的作用效果1. 物体在受力作用下的运动：根据力的作用效果，物体在受到外力作用时可能进行直线运动、曲线运动和静止。
2. 物体的变形：物体受到力的作用可能发生变形，如拉伸、压缩、扭转等。
五、力的量度与测量1. 力的量纲与单位：力的国际单位为牛顿(N)，其量纲为米-千克-秒二次方（M·L^2/T^2）。
2. 力的测量方法：常用的力的测量方法包括弹簧测力计、天平、力传感器等。
六、力的平衡与分析1. 力的平衡：物体处于力的平衡状态时，可以根据平衡条件进行力的分析，求解未知力的大小和方向。
2. 力的分析：通过绘制力的示意图、建立方程组等方法，可以对物体所受力的大小和方向进行分析。
力和物体的平衡
第一章力和物体的平衡第一单元力知识要点概述一．力的概念1．力的概念2．力的基本特征（1）力的物质性力不能离开物体而独立存在产生一个力至少需要两个物体（2）力的相互性力的作用是相互的牛顿第三定律力为矢量，既有大小，又有方向力三要素：大小，方向，作用点力的表示：力的图示和力的示意图力的计算法则：平行四边形定则（4）力的独立性一个力作用于某个物体上产生的效果，与这个物体是否受到其它力的作用无关力对物体的作用效果①使物体发生形变②改变物体的运动状态（或者说产生加速度）力的积累效果：对时间的积累为冲量对空间的积累为功力的瞬时效果：产生加速度（牛顿第二定律）3．力的分类按性质划分：重力、弹力、摩擦力、分子力、电场力、磁场力、核力按作用效果划分：动力，阻力，向心力，回复力，支持力，压力等按研究对象划分：内力和外力※效果和性质无必然联系：按力的作用效果命名的不同名称的力，性质可能相同。
例如，支持力，压力按力的作用效果命名的相同名称的力，性质可能不同。
例如，摩擦力，重力都可充当动力※对物体受力分析，必须找按性质命名的力二．重力１．重力的产生由于地球的吸引而使物体受到的力重力与万有引力的关系：为万有引力的一个分力在地球表面附近（不考虑地球的自转效应）近似认为二者相等。
2．重力的大小重力的大小与物体的质量成正比G＝mg重力加速度g值的特点：与物体所在的高度和纬度有关３．重力的方向方向总是竖直向下的４．重力的作用点作用点叫物体的重心重心的位置与物体的质量分布和形状有关。
质量均匀分布，形状规则物体的重心在其几何中心处。
※物体的重心不一定在物体上三．弹力１．弹力的定义发生形变的物体，由于要恢复原状，会对跟它接触的且使其发生形变的物体产生力的作用，这种力叫弹力。
2．弹力的产生条件两个物体互相接触且发生弹性形变3．弹力的方向弹力的方向和受力物体形变的方向相同，和施力物体形变的方向相反；和使物体产生弹性形变的外力方向相反弹力的方向一定和接触面垂直，也一定和摩擦力的方向垂直(平面接触面间产生的弹力，其方向垂直于接触面；曲面接触面间产生的弹力，其方向垂直于过研究点曲面的切面；点面接触处产生的弹力，其方向垂直于面。
力及物体的平衡之平衡的种类
力与物体的平衡之平衡的种类班级 姓名一、稳定平衡：如果在物体离开平衡位置时发生的合力或合力矩使物体返回平衡位置，这样的平衡叫做稳定平衡．如图1—1（a ）中位于光滑碗底的小球的平衡状态就是稳定的． 二、不稳定平衡：如果在物体离开平衡位置时发生的合力或合力矩能使这种偏离继续增大，这样的平衡叫做不稳定平衡，如图1—1(b)中位于光滑的球形顶端的小球，其平衡状态就是不稳定平衡．三、随遇平衡：如果在物体离开平衡位置时，它所受的力或力矩不发生变化，它在新的位置上仍处于平衡，这样的平衡叫做随遇平衡，如图1—1（c ）中位于光滑水平板上的小球的平衡状态就是随遇的．从能量方面来分析，物体系统偏离平衡位置，势能增加者，为稳定平衡；减少者为不稳定平衡；不变者，为随遇平衡．如果物体所受的力是重力，则稳定平衡状态对应重力势能的极小值，亦即物体的重心有最低的位置．不稳定平衡状态对应重力势能的极大值，亦即物体的重心有最高的位置．随遇平衡状态对应于重力势能为常值，亦即物体的重心高度不变． 四、数学 sinα ·cosβ＝21[sin （α＋β）＋sin （α－β）] sinα ·sinβ＝—21[cos （α＋β）－cos （α－β）] 1、 有一玩具跷板，如图所示，试讨论它的稳定性（不考虑杆的质量）．2、如图所示，均匀杆长为a ，一端靠在光滑竖直墙上，另一端靠在光滑的固定曲面上，且均处于Oxy 平面内．如果要使杆子在该平面内为随遇平衡，试求该曲面在Oxy 平面内的曲线方程．3、一根质量为m 的均匀杆，长为L ，处于竖直的位置，一端可绕固定的水平轴转动．有两根水平弹簧，劲度系数相同，把杆的上端拴住，如图所示，问弹簧的劲度系数k 为何值时才能使杆处于稳定平衡？4、（1）如图所示，一矩形导电线圈可绕其中心轴O 转动．它处于与轴垂直的匀强磁场中，（ ）（2）问每一种情况各属哪种平衡？5、l Ｒ的半球形光滑碗内，如图2-16Ｒ＜l /2＜2R ．假如θ为平衡时的角度，Ｐ为碗边作用于棒上的力．求证： ⑴Ｐ＝（l ／4R ）Ｇ； ⑵（cos2θ／cos θ）＝l ／4R ．(A) (B) (C) (D)B B6、如图所示，一个半径为Ｒ的14光滑圆柱面放置在水平面上．柱面上置一线密度为λ的光滑均匀铁链，其一端固定在柱面顶端A ，另一端B 恰与水平面相切，试求铁链A 端所受拉力以及均匀铁链的重心位置． 7、如图所示，两把相同的均匀梯子AC 和BC ，由C 端的铰链下端A 和B 相距6m ，C 端离水平地面4m ，总重200 N ，一人重梯子与地面的静摩擦因数μ＝0.6，则人爬到何处梯子就要滑动？8、有一半径为R 的圆柱A ，静止在水平地面上，并与竖直墙面相接触．现有另一质量与A相同，半径为r 的较细圆柱B ，用手扶着圆柱A ，将B 放在A 的上面，并使之与墙面相接触，如图所示，然后放手．己知圆柱A 与地面的静摩擦系数为0.20，两圆柱之间的静摩擦系数为0.30．若放手后，两圆柱体能保持图示的平衡，问圆柱B 与墙面间的静摩擦系数和圆柱B 的半径r 的值各应满足什么条件？ 答案1、分析和解：假定物体偏离平衡位置少许，看其势能变化是处理此类问题的主要手段之一，本题要讨论其稳定性，可假设系统发生偏离平衡位置一个θ角，则：在平衡位置，系统的重力势能为当系统偏离平衡位置θ角时，如图1一3所示，此时系统的重力势能为()[cos cos()][cos cos()]E mg L l mg L l θθαθθαθ=-++--故只有当cos L l θ<时，才是稳定平衡．2、分析和解：本题也是一道物体平衡种类的问题，解此题显然也是要从能量的角度来考虑问题，即要使杆子在该平面内为随遇平衡，须杆子发生偏离时起重力势能不变，即杆子的质心不变，y C 为常量。
物体的平衡和不平衡
物体的平衡和不平衡物体的平衡是指物体受力平衡的状态，不平衡则是指物体受力不平衡的状态。
在日常生活中，我们经常遇到物体的平衡和不平衡情况，例如平衡的书架、倾斜的塔楼等。
本文将以物体的平衡和不平衡为主题，探讨物体平衡的条件以及不平衡造成的原因和后果。
一、物体平衡的条件要使一个物体平衡，必须满足以下条件：1. 力的平衡：物体上的合力为零。
根据牛顿第一定律，当合力为零时，物体将保持静止或匀速直线运动。
2. 力的角平衡：物体上的合力矩为零。
合力矩是指物体上所有作用力的乘积与它们到一个固定点的距离的乘积之和。
当合力矩为零时，物体将保持平衡。
例如，考虑一个平衡的书架，书架上有几本书。
当书架平衡时，书架上作用的合力为零，即重力与支持力相等。
此外，合力矩也必须为零，即重力矩与支持力矩相等。
二、物体不平衡的原因和后果物体出现不平衡的情况主要归结为以下几个原因：1. 力的不平衡：物体上的合力不为零。
当物体受到不平衡的合力作用时，将引起加速度，物体将发生运动或改变现有的运动状态。
2. 力的角不平衡：物体上的合力矩不为零。
当物体上的合力矩不为零时，将引起物体的旋转运动或改变现有的旋转运动状态。
例如，考虑一个倾斜的塔楼。
当塔楼倾斜时，塔楼上作用的合力矩不为零。
这将导致塔楼旋转或倒塌的风险。
物体不平衡造成的后果包括以下几个方面：1. 运动状态的改变：不平衡力会改变物体的运动状态，使物体产生加速度，并可能导致物体运动或改变现有的运动方向。
2. 旋转状态的改变：不平衡力矩会改变物体的旋转状态，使物体发生旋转运动或改变现有的旋转方向。
3. 破坏和伤害：物体失去平衡后可能引发破坏和伤害。
例如，当一个不平衡的悬挂物摆动时，它可能撞击周围的物体，导致物体损坏或人员受伤。
三、保持物体平衡的方法为了保持物体的平衡，可以采取以下几种方法：1. 调整物体的重心：通过调整物体的重心位置，使其与支撑物的垂直线重合，以保持物体的平衡。
2. 增加支点：在物体的底部添加支点，以提供附加的支持和稳定性，来保持物体的平衡。
物体的平衡和力的平衡
物体的平衡和力的平衡物体的平衡是物理学中的重要概念，它与力的平衡密切相关。
本文将探讨物体的平衡以及力的平衡的基本原理和应用。
一、物体的平衡物体的平衡是指物体处于静止状态或匀速直线运动状态时，各部分之间的力矩和力的合力为零。
根据力矩的定义，力矩是由作用力和力臂组成，力臂是指作用力相对于物体某一点的距离。
物体的平衡可分为两类：稳定平衡和不稳定平衡。
1. 稳定平衡：当物体受到微小干扰后，能够自动返回原来的平衡位置，即物体重心的垂直投影落在支撑点的范围内。
例如，摆放在平面上的杯子如果没有外力干扰，会始终保持直立的状态。
2. 不稳定平衡：当物体受到微小干扰后，不能自动返回原来的平衡位置，即物体重心的垂直投影不再落在支撑点的范围内。
例如，将一个笔立在桌面上，稍微触动一下，它就会倒下。
二、力的平衡力的平衡是指物体受到的合力为零的状态。
当物体受到多个力的作用时，我们可以利用力的平衡原理解析这些力。
1. 静力学平衡条件物体处于静止状态时，力的合力和力矩都为零。
首先，力的合力为零意味着物体受到的内力和外力平衡，没有产生加速度。
这可以通过牛顿第一定律来解释。
其次，力矩为零表示物体各部分之间的力矩相互抵消，物体不会发生旋转。
这可以通过力矩的定义和力的均衡条件来推导。
2. 动力学平衡条件物体处于匀速直线运动状态时，力的合力为零。
当物体受到多个力的作用时，通过合力的分解和合力为零可以推导出物体的运动状态。
只有当物体受到的合力为零时，物体才能保持匀速直线运动。
三、平衡的应用平衡理论在实际应用中具有广泛的用途。
1. 建筑物结构设计在建筑物结构设计中，平衡原理是保证建筑物稳定和安全的基础。
通过合理设计结构和确定支撑点的位置，可以使建筑物达到稳定平衡的状态。
2. 车辆运动在车辆运动中，平衡原理也是重要的。
例如，汽车行驶时，驱动力和阻力相互平衡，使汽车能够匀速行驶。
同时，车辆转弯时，通过控制转向角度和速度，保持平衡，避免发生侧翻。
3. 机械系统在机械系统中，平衡原理对于机械结构的设计和运行也是至关重要的。
力和物体的平衡PPT课件
物体均处于平衡状态，此时可以对系统列平衡方程，也
可以对系统内的任何一个物体列平衡方程，并且在任意
一个方向上的合力均为零.
(11分)如图2－3－2所示， 质量为M的直角三棱柱A放在水平地
面上，三棱柱的斜面是光滑的，且斜
面倾角为θ.质量为m的光滑球放在三
棱柱和光滑竖直墙壁之间，A和B都
处于静止状态，求地面对三棱柱的支
图2－3－2
持力和摩擦力各为多少？
先利用整体法求出地面对三棱柱的支持力，再利用 隔离法求地面对三棱柱的摩擦力.
[满分指导] 选取A和B整体为
研究对象，它受到重力(M＋m)g，
地面支持力FN，墙壁的弹力F和地
面的摩擦力Ff的作用(ห้องสมุดไป่ตู้图2－3－
3所示)而处于平衡状态.根据平衡条件有：
FN－(M＋m)g＝0
F＝Ff
(2分)
(1分)
可得FN＝(M＋m)g
(2分)
再以B为研究对象，它受到重力mg，三棱柱对它的支持力FAB，
墙壁对它的弹力F的作用(如图2－3－4所示)，处于平衡状态，根据
平衡条件有：
竖直方向上：FABcosθ＝mg
水平方向上：FABsinθ＝F 解得F＝mgtanθ (1分)
(2分)
(2分)
源，即每一个力都应找出其施力物体，不能无中生有.
(3)合力和分力不能重复考虑.
(4)研究对象的受力图，通常只画出按性质命名的力，不
要把按效果命名的分力或合力分析进去，受力图完成 后再进行力的合成或分解.
(5)区分内力与外力，对几个物体的整体进行受力分析时， 这几个物体间的作用力为内力，不能在受力图中出现； 当把某一物体单独隔离分析时，原来的内力变成外力， 要在受力分析图中画出. (6)当只研究物体的平动，而不研究其转动时.物体所受的 各个力应画成共点力，力的作用点可沿力的作用线移动.
静力学平衡和力的平衡条件
静力学平衡和力的平衡条件静力学平衡是物体处于静止状态或匀速直线运动状态时，力的合力和力矩的平衡状态。
在力的平衡条件下，物体不受任何净外力作用或任何净外力矩作用下保持静止或运动。
本文将从静力学平衡和力的平衡条件两个方面进行探讨。
静力学平衡在静力学平衡中，力的合力及力矩总和为零，即物体所受的合外力为零，力矩和力臂的乘积之和也为零。
这是因为物体在静止状态或匀速直线运动状态下，力的合力和合外力矩必须为零，保持力的平衡。
力的平衡条件力的平衡需要满足两个条件：合力为零，合力矩为零。
1. 合力为零合力为零意味着物体受到的合外力为零。
当物体受到的合外力为零时，物体将保持静止或匀速直线运动状态。
如果一个物体所受的力不平衡，物体将产生加速度并改变其状态。
以一个简单的示例来说明合力为零的情况。
考虑一个放置在桌子上的杯子，桌子对杯子的支持力与地球对杯子的引力相等且反向，这就是合力为零的力的平衡条件。
2. 合力矩为零合力矩为零可以理解为物体所受的力矩总和为零。
力矩是力相对于某个固定点的转动效果，它与力的大小、作用点与转动中心之间的距离有关。
对于合力矩为零的情况，可以考虑一个平衡杆的例子。
当一个杆平衡在一个固定点上时，杆两侧的合力矩必须相等。
例如，考虑一个人站在一端固定的杆上，如果人向左移动，人产生的力矩将超过固定点产生的力矩，从而使杆失去平衡。
总结静力学平衡和力的平衡条件是物体处于静止状态或匀速直线运动状态时的基本原理。
合力为零和合力矩为零是力的平衡条件，它们同时满足时物体处于力的平衡状态。
理解和应用静力学平衡和力的平衡条件对于解决物体静态平衡问题非常重要。
通过正确地分析和计算力的合力和合力矩，我们可以确定物体是否处于平衡状态，并找到具体的解决方案。
（以上内容仅供参考，具体根据文章要求进行调整。
）。
物体受力的平衡
物体受力的平衡物体的平衡状态是指物体所受的所有力合力为零的状态。
在力学中，我们将物体受力的平衡分为两种情况，即力的合成与分解和力矩的平衡。
本文将从这两个方面来探讨物体受力的平衡。
一、力的合成与分解力的合成是指将多个力合并成一个力的过程，而力的分解则是指将一个力分解成多个力的过程。
假设一个物体同时受到两个作用在它上面的力，力A和力B。
为了使物体保持平衡，我们需要将这两个力合成为一个力。
根据力的合成原理，我们可以通过用力A和力B的起始点和终点来构成一个三角形，将力A和力B的起点和终点连线相交得到一个力的合力。
如果力A和力B的合力等于零，则物体将保持平衡。
另一方面，力的分解是指将一个力分解成多个力的过程。
假设一个物体受到一个力的作用，我们可以将这个力分解为两个力，一个水平方向的力和一个垂直方向的力。
通过对力的分解，我们可以更好地理解物体所受力的性质，以及力对物体平衡状态的影响。
二、力矩的平衡力矩是指一个力对物体产生转动效应的能力。
当物体受到的所有力矩合力为零时，物体将保持平衡状态。
假设一个细长的杆通过支点O固定在墙上，杆的两端分别有两个力作用在上面。
为了使杆保持平衡，这两个力需要满足一定的条件。
首先，这两个力的合力必须等于零，即两个力在水平方向上的力大小相等且方向相反。
其次，这两个力产生的力矩和也必须等于零，即两个力产生的力矩大小相等且方向相反。
对于复杂的物体，力矩的平衡需要考虑物体的形状以及受力点的位置。
通过合理地选择受力点和调整力的大小与方向，我们可以使物体保持平衡状态。
综上所述，物体受力的平衡状态可以通过力的合成与分解以及力矩的平衡来实现。
在实际应用中，我们可以通过对物体所受力的分析和计算，找到保持平衡的方法，以确保物体的稳定性和安全性。
高中物理 第一章力物体的平衡 第四课解析
第一章力物体的平衡第四课时共点力的合成与分解础知识一、合力与分力知识讲解定义：当一个物体受到几个力的共同作用时，我们常常可以求出这样一个力，这个力产生的效果跟原来几个力的共同效果一样，这个力就叫做那几个力的合力，原来的几个力叫做分力.说明：①合力与分力是针对同一受力物体而言.②一个力之所以是其他几个力的合力，或者其他几个力是这个力的分力，是因为这一个力的作用效果与其他几个力共同作用的效果相当，合力与分力之间的关系是一种等效替代的关系.二、共点力知识讲解1.定义:一个物体受到的力作用于物体上的同一点或者它们的作用线交于一点,这样的一组力叫做共点力.(我们这里讨论的共点力,仅限于同一平面的共点力)注意:一个具体的物体,其各力的作用点并非完全在同一个点上，假设这个物体的形状、大小对所研究的问题没有影响的话,我们就认为物体所受到的力就是共点力.如图甲所示,我们可以认为拉力F,摩擦力F1与支持力F2都与重力G作用于同一点O.如图乙所示,棒受到的力也是共点力.2.共点力的合成:遵循平行四边形定如此.3.两个共点力的合力范围合力大小的取值范围为:F1+F2≥F≥|F1-F2|.在共点的两个力F1与F2大小一定的情况下,改变F1与F2方向之间的夹角θ,当θ角减小时,其合力F逐渐增大;当θ=0°时,合力最大F=F1+F2,方向与F1与F2方向一样;当θ角增大时,其合力逐渐减小;当θ=180°时,合力最小F=|F1-F2|,方向与较大的力方向一样.4.三个共点力的合力范围①最大值:当三个分力同向共线时,合力最大,即F max=F1+F2+F3.②最小值:a.当任意两个分力之和大于第三个分力时,其合力最小值为零.b.当最大的一个分力大于另外两个分力的算术和时,其最小合力等于最大的一个力减去另外两个力的算术和的绝对值.三、平行四边形定如此知识讲解实验明确:作用在同一点的两个互成角度的力的合力,不等于分力的代数和,而是遵循平行四边形定如此,如果用表示两个共点力F1和F2的线段为邻边作平行四边形,那么合力F的大小和方向就可以用这两个邻边之间的对角线表示,这叫做力的平行四边形定如此,如下列图.说明:(1)平行四边形定如此能应用于共点力的合成与分解运算.(2)非共点力不能用平行四边形定如此进展合成与分解运算.(3)平行四边形定如此是一切矢量合成与分解运算的普适定如此,如:速度,加速度,位移,力等.四、三角形定如此和多边形定如此知识讲解如图甲所示,两个力F1,F2合成为F的平行四边形定如此,可演变为乙图,我们将乙图称为三角形定如此合成图,即将两分力F1,F2首尾相接(有箭头的叫尾,无箭头的叫首),如此F就是由F1的首端指向F2的尾端的有向线段所表示的力.如果是多个力合成,如此由三角形定如此合成推广可得到多边形定如此,如图为三个力F1,F2,F3的合成图,F为其合力.第二关：技法关解读高考解题技法一、求合力的取值范围技法讲解〔1〕共点的两个分力F1、F2大小一定的条件下，合力F随θ角的减小而增大，θ=0°时合力最大，最大值F=F1+F2；θ=180°时合力最小，最小值F=|F1-F2|.即两个力的合力F的大小范围是：|F1-F2|≤F≤F1+F2.〔2〕合力可以大于分力，也可以等于分力，或者小于分力.〔3〕共点的三个力的合力大小范围分析方法是：这三个力方向一样时合力最大，最大值等于这三个力大小之和；假设这三个力中某一个力处在另外两个力的合力范围中，如此这三个力的合力最小值是零.典例剖析例1物体同时受到同一平面内的三个共点力的作用，如下几组力的合力不可能为零的是( )A.5 N，7 N，8 NB.5 N，2 N，3 NC.1 N，5 N，10 ND.10 N，10 N，10 N解析：三力合成，假设前面力的合力可与第三力大小相等，方向相反，就可以使这三力合力为零，只要使第三力在其他两力的合力范围之内，就可能使合力为零，即第三力F3满足:|F1-F2|≤F3≤F1+F2.分析A、B、C、D各组力中，前两力合力范围分别是：2 N≤F合≤12 N,第三力在其范围之内：3 N≤F 合≤7 N，第三力在其合力范围之内；4 N≤F合≤6 N，第三力不在其合力范围之内；0≤F合≤20 N，第三力在其合力范围之内，故只有C中第三力不在前两力合力范围之内，C中的三力合力不可能为零.答案:C二、力的分解的方法技法讲解力的分解原如此是根据力的作用效果来进展.a.根据力的实际作用效果确定两个实际分力的方向;b.再根据两个实际分力方向画出平行四边形;c.最后由平行四边形知识求出两分力的大小和方向;d.按力的作用效果分解实例.典例剖析例2共面的三个力F 1=20 N ，F 2=30 N ，F 3=40 N 作用在物体的同一点上，三力之间的夹角都是120°，求合力的大小和方向.解析：采用正交分解法，如下列图建立正交坐标系，分解不在轴上的力.如此F 2x =-F 2sin30°=-15 N F 2y =F 2cos30°=153 N F 1x =-F 1sin30°=-10 N F 1y =-F 1cos30°=-103 N 有：F x =F 3+F 1x +F 2x =15 N F y =F 1y +F 2y =53 N22yx F F F 10 3 NF 3arctan 30F 3x x α=+====︒由图得：.三、固定轻杆与转动轻杆的区分技法讲解在物体平衡中，有些题目是相似的，但实质是完全不同的，如审题时不认真，盲目地用一样的方法去求解就会出错，对于固定轻杆与转动轻杆来说，转动轻杆产生的弹力一定沿杆的方向，如果不沿杆的方向时就要转动；而固定轻杆产生的弹力不一定沿杆的方向，因为杆不可转动.典例剖析例3如下列图，质量为m的物体用细绳OC悬挂在支架上的O点，轻杆OB可绕B点转动，求细绳OA 中张力F的大小和轻杆OB受力N的大小.解析：由于悬挂物的质量为m,绳OC拉力的大小为mg，而轻杆能绕B点转动，所以轻杆在O点所受的压力N将沿杆的方向〔如果不沿杆的方向杆就要转动〕，将绳OC的拉力沿杆和OA方向分解，可求得F=mgsin,N=mgcotθ.例4如下列图，水平横杆一端A插在墙壁内，另一端装有小滑轮B，一轻绳一端C固定于墙壁上，另一端跨过滑轮悬挂一质量m=10 kg的重物，∠CBA=30°，如此滑轮受到绳子的作用力为〔〕3N3解析：因为杆AB不可转动，所以杆所受弹力的方向不一定沿杆AB方向.B点处滑轮只是改变绳中力的方向，并未改变力的大小，因此滑轮两侧绳上拉力的大小均是100 N，夹角为120°，故滑轮受到绳子作用力的大小为100 N，选项C正确.答案：C第三关：训练关笑对高考随堂训练1.关于两个力的合力，如下说法错误的答案是( )A.两个力的合力可能大于每个分力B.两个力的合力可能小于较小的那个分力C.两个力的合力一定小于或等于两个分力D.当两个分力大小相等时，它们的合力可能等于分力大小解析：设分力F1,F2的夹角为θ，根据力的平行四边形定如此，合力F为以F1,F2为邻边的平行四边形所夹的对角线，如下列图.当θ=0时，F=F1+F2;当θ=180°时，F=|F1-F2|，以上分别为合力F的最大值和最小值.当F1=F2且夹角θ=180°时，合力F=0，小于任何一个分力，F1=F2且夹角θ=120°时，合力F=F1=F2.应当选C.答案：C2.有三个力，F1=3 N,F2=5 N,F3=9 N,如此如下说法正确的答案是( )A.F1可能等于F2和F3的合力B.F2可能等于F1和F3的合力C.三个力的合力的最小值是2 ND.三个力的合力的最大值是17 N解析：F2和F3的合力范围是4 N≤F23≤14 N，选项A错；F1和F3的合力范围是6 N≤F13≤12 N,选项B错；三个力的合力范围是1 N≤F≤17 N,选项D正确.答案：D3.一位同学做引体向上运动时，处于如下列图的静止状态，两臂夹角为60°，该同学体重60 kg，取g= 10 N/kg，如此每只手臂的拉力约为( )A.600 NB.300 N23解析：设每只手臂的拉力为F,由力的平衡2Fcos30°=mg，可以求得F=mg=20032cos30选项D正确.答案：D4.当颈椎肥大压迫神经时，需要用颈部牵拉器牵引颈部，以缓解颈部压迫症状.如下列图为颈部牵拉器拉颈椎肥大患者的示意图，图中θ为45°.牵拉物P的质量一般为3 kg～10 kg，求牵拉器作用在患者头部的合力大小.解析：由图可知F1=F2=F3=G P以结点O 为研究对象，受力如图，由平行四边形定如此求得 F=()()22P P P P 2G G 22G G cos135+-⨯⨯⨯︒得F=2.8G P即颈部所受拉力为牵拉物重力的2.8倍，故合力的大小范围为84 N ～280 N.答案：84 N ～280 N5.如下列图，AB 轻杆可绕A 点转动，绳BC 将杆拉紧，绳与杆间夹角θ=30°,B 端挂一个重物G=20 N ，求绳BC 受到的拉力和杆AB 受到的压力的大小.解析：对结点B 受力如图，分解拉力F2,由受力平衡得F2sin θ=F1=G ，F2cos θ=F3代入数据解得F 2=Gsin θ=40 N F 3=F 2cos θ3由牛顿第三定律得，BC 受到的拉力和杆AB 受到的压力的大小分别为40 N,203 N.答案：3课时作业四共点力的合成与分解1.水平横梁的一端A 插在墙壁内，另一端装有一小滑轮B ，一轻绳的一端C 固定于墙壁上，另一端跨过滑轮后悬挂一质量m=10 kg 的重物，∠CBA=30°,如下列图，如此滑轮受到绳子的作用力为(g 取10 m/s 2)( )3 N3解析:滑轮受到绳子的作用力应为图中两段绳中拉力F T1和F T2的合力.因同一根绳张力处处相等，都等于物体的重力.即F T1=F T2=G=mg=100 N ，用平行四边形定如此作图〔如图〕，可知合力F=100 N ，所以滑轮受绳的作用力为100 N ，方向与水平方向成30°角斜向下.答案:C2.跳伞运动员打开伞后经过一段时间，将在空中保持匀速降落，运动员和他身上的装备总重力为G 1，圆顶形降落伞的重力为G 2，有8条一样的拉线一端与运动员相连〔拉线重力不计〕，另一端均匀分布在伞面边缘上〔图中没有把拉线都画出来〕，每根拉线和竖直方向都成30°角，如下列图，那么每根拉线上的张力大小为( )A.123G G 12+（）B.12G G 8+C.1G 413G 解析:人受重力和8根拉线拉力作用，且每根拉线拉力相等，由力的平衡知F T ·cos30°=18G 1，得F T =312G 1. 答案:D3.如下列图，在同一平面内，大小分别为1 N 、2 N 、3 N 、4 N 、5 N 、6 N 的六个力共同作用于一点，其合力大小为( )A.0B.1 NC.2 ND.3 N解析:先将同一直线上的三对力进展合成，可得三个合力均为3 N 且互成120°角，故总合力为零. 答案:A4.如下列图，小洁要在客厅里挂上一幅质量为1.0 kg 的画〔含画框〕，画框背面有两个相距离1.0 m 、位置固定的挂钩，她将轻质细绳两端分别固定在两个挂钩上，把画对称地挂在竖直墙壁的钉子上，挂好后整条细绳呈绷紧状态.设绳能够承受最大拉力为10 N ，g 取10 m/s 2，如此细绳至少需要多长才不至于断掉( )A.1.2 mB.1.5 mC.2.0 mD.3.5 m解析:如下列图，由于对称挂画，画的重力由2段绳子承当，假设每段绳子都承受最大力10 N，如此这两个力的合力应与画的重力平衡，即F合=mg=10 N，作出受力示意图如图1；图中平行四边形由两个等边三角形构成，所以图2中α=60°,β=90°-60°=30°,这个角就是绳子与水平方向的夹角，有：L=12cos30×2=1.15m，四个选项中只有A最符合题意，所以选项A正确.答案:A5.如下列图，长为l的细绳一端固定于天花板的C点，另一端拴在套于杆AB上的可以沿杆AB上下滑动的轻环P上.吊有重物的光滑轻滑轮放在绳子上.在环P从与C点等高的B点沿杆缓慢下滑的过程中，两段绳子之间的夹角β的变化情况是( )A.一直增大B.一直减小C.不变D.先变小后变大解析:作辅助线如下列图，因为光滑的滑轮两边力相等，经过证明知三角形PED是等腰三角形，所以三角形CEF中，cosα=dl，因为此题中d和l不变，所以α不变，而β=π-2α,在环P从与C点等高的B点沿杆缓慢下滑的过程中，两段绳子之间的夹角β不变.答案:C6.用三根轻绳将质量为m的物块悬挂在空中，如下列图.ac和bc与竖直方向的夹角分别为30°和60°，如此ac绳和bc绳中的拉力分别为( )A.31 mg,mg 22B.13 mg22，C.31 mg,mg 42D.13 mg24，解析:C点受到三轻绳的拉力而平衡，这三个力的关系如下列图，因此有T a=mgcos30°=32mg,T b=mgsin30°=12mg,A正确.考查共点力的平衡，正交分解法是根本的解题方法，但三角形法解三力平衡问题更简捷.答案:A7.如下列图,物体静止于光滑水平面M上,力F作用于物体O点，现要使物体沿着OO′方向做加速运动〔F和OO′都在M水平面内〕.那么，必须同时再加一个力F′，这个力的最小值是( )A.FcosθB.FsinθC.FtanθD.Fcotθ解析:为使物体在水平面内沿着OO′做加速运动，如此F与F′的合力方向应沿着OO′，为使F′最小，F′应与OO′垂直，如下列图.故F′的最小值为F′=Fsinθ，B选项正确.答案:B8.作用于O点的三力平衡，设其中一个力大小为F1，沿y轴正方向，力F2大小未知，与x轴负方向夹角为θ，如下列图.如下关于第三个力F3的判断中正确的答案是( )A.力F3只能在第四象限B.力F3与F2夹角越小，如此F2和F3的合力越小C.F3的最小值为F1cosθD.力F3可能在第一象限的任意区域解析:由共点力的平衡条件可知，F3和F1和F2的合力等值、反向，所以F3的范围应在F1、F2的反向延长线的区域内，不包括F1、F2的反向延长线方向，所以F3既可以在第四象限，也可以在第一象限的一局部；由于F3与F2的合力与F1大小相等，方向相反，而F1大小方向确定，故力F3与F2夹角变小，F2和F3的合力不变；由于力F2大小未知，方向一定，F3的最小值可以通过作图求出，为F1cosθ〔过F1的末端作F2的平行线，两平行线间的距离就可以表示F 3的最小值〕.答案:C9.如下列图，整个装置处于平衡状态，如此悬于轻线上两个物体的质量之比m 1m 2=_______________________________________.解析:m 1、m 2的受力如如下图所示，由平衡条件有：F=m 1gtan45°，F ′=m 2gtan30°,F=F ′,所以:12m m =tan303tan453︒=︒答案:3:310.汽缸内的可燃性气体点燃后膨胀，对活塞的推力F=1100 N ，连杆AB 与竖直方向间的夹角为θ=30°.如下列图，这时活塞对连杆AB 的推力F 1=__________，对汽缸壁的压力F 2=________________.解析:将推力F 按其作用效果分解为F 1′和F 2′，如下列图，可以求得活塞对连杆的作用力F 1=F 1′=F1100cos32θ= =1270 N活塞对缸壁的压力F2=F2′=F·tanθ=1100×33≈635 N答案:1270 N635 N11.一个底面粗糙、质量为m的劈放在粗糙水平面上，劈的斜面光滑且与水平面夹角为30°，现用一端固定的轻绳系一质量也为m的小球，小球与斜面的夹角为30°，如下列图.如此：〔1〕当劈静止时绳子的拉力大小为多少？〔2〕假设地面对劈的最大静摩擦力等于地面对劈的支持力的k倍，为使整个系统静止，k值必须符合什么条件？解析:〔1〕以水平方向为x轴，建立坐标系，以小球为研究对象，受力分析如图甲所示.Fcos60°=F N sin30°①F N cos30°+Fsin60°=mg②解①②有3mg.〔2〕如图乙，以水平方向为x轴，对劈进展受力分析.F N′=F N cos30o+mgF f=F N sin30°,Ff=kF N′又F N=F=33mg解之得3答案:(1)33mg(2)3912.有一种机械装置，叫做“滚珠式力放大器〞，其原理如下列图，斜面A可以在水平面上滑动，斜面B以与物块C都是被固定的，它们均由钢材制成，钢珠D置于A、B、C之间，当用水平力F推斜面A时，钢珠D对物块C的挤压力F′就会大于F，故称为“滚珠式力放大器〞.如果斜面A、B的倾角分别为α、β，不计一切摩擦力以与钢珠D自身的重力，求这一装置的力放大倍数〔即F′与F之比〕.解析:以斜面A为研究对象，如此A、D之间的弹力F A=Fsinα①以钢珠D为研究对象，受力如图，如此F″=F A sinα+F B cosβ②F A cosα=F B sinβ③将①代入②，如此F″=F+F B cosβ④将①代入③，Fcotα=F B sinβ⑤由牛顿第三定律知F″=F′⑥由④⑤⑥可得，FF'=〔1+cotα·cotβ〕⑦故力放大倍数为1+cotα·cotβ答案:1+cotα·cotβ。
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第一部分力物体的平衡一、高考趋势从近年高考试题可以看出，本章的核心内容即高考热点主要有三个：一是有关摩擦力问题，二是物体平衡问题，三是共点的两个力的合成问题．预计这些热点随高考题的难度、区分度的稳定将不会改变．值得注意的是，近年高考多是多方面的综合，考查更细、更全面，特别是高考提出的考查学生的多种能力．更重要的是学生的创新意识和能力，经常是这部分知识和牛顿定律、功和能、气体的性质、电磁学等内容综合考查，以难度较大的题目出现高考中，考查本章内容的试题多以解答题出现．单纯考查本章内容的题型多以选择为主．占分4%，难度适中．二、知识结构三、夯实基础知识考点一：力、重力、弹力1．力的物质性是各种形式的力所具有的共同属性，它反映了任何一个力必定和两个物体发生联系．而且，这两个物体问的力的作用是“相互”的．力的物质世要求我们在认识一个力时，首先要稿清该力的施力物体和受力物体，没有受力物体(或施力物体)的力是不存在的．2．力的作用总是要产生一定的效果，它只能从受力物体上体现出来，且这个效果与力的大小、方向作用点相联系，力的图示就准确简洁地反映了某一个力的三要素情况．3．地球周围的物体，总是要受到地球的吸引而产生重力，它与该物体的运动状况及所处的周边环境无关．4．物体的各个部分都应受到重力的作用，而从效果上看，这与作用在某一点是相同的，这个点相当于整个物体重力的作用点，即物体的重心．上述处理是“等效原理”的应用．用悬挂法貌重心，要注意它的局限性，它只适用于薄板状物体．5．从力的物质性来认识弹力，它存在于两个直接接触且发生弹性形变的两个物体之间．弹力的大小情况由形变的程度决定，而物体的形变程度主要由外部条件决定，因此弹力随外部条件的变化而改变，属于被动力．6．如果物体间存在微小形变，不易直接判断，可用假设法进行判断，即假设接触的两物体没有弹力，由此得到的结论是否符合题意．如符合，则说明不存在弹力，反之存在弹力．7．判断弹力的方向应注意到接触处的情况：平面产生成受到的弹力(压力或支持力)垂直于平面；曲面上某处的弹力垂直于曲面该处的切面；某一个点的弹力垂直于与它接触的平面(或曲面)的切线．考点二：摩擦力1．在两个相互接触的物体间产生摩擦力必须具备三个条件：(1)两个物体相互接触，相互间存在压力；(2)两个物体的接触面不光滑；(3)两个物体间存在着相对运动或相对运动的趋势．2．滑动摩擦力的大小F＝μF N，在计算中要充分注意到两物体接触面向压力F N随外部条件变化而改变的特点．滑动摩擦力的方向一定与物体相对运动方向相反，而与物体的运动方向没有必然关系．3．静摩擦力的大小随沿相对运动趋势方向的外力的增大而增大，但它有一个范围(0～最大静摩擦力f m)．在物体处于平衡的情况下，静摩擦力大小可用平衡条件进行计算，其方向也必定和沿相对运动趋势方向的外力相反．4．当两物体在接触面上开始相对滑动时，接触面上出现最大静摩擦力．对一个在确定条件下的接触面而言，最大静摩擦力是个定值，有时可近似认为等于在接触面上出现的滑动摩擦力．5．判断物体间有无摩擦力及确定静摩擦力方向时常用的方法是：(1)假设法，即假设接触面光滑，看物体是否发生相对运动；若发生相对运动，则说明物体原来的静止是有运动趋势的静止，且假设接触面光滑后物体发生的相对运动方向即为相对运动趋势的方向，从而确定静摩擦力的方向．(2)根据物体所处的运动状态，应用力学规律判定．考点三：受力分析1．物体受力分折步骤：①明确研究对象，把其从周围物体中隔离出来．⑦按重力、弹力、摩擦力顺序逐一分析．③规范地圆好受力图．在画支持力、压力和摩擦力的方向时容易出错，要牢记弹力的方向一定与接触面或接触点的切面垂直，摩擦力的方向一定沿接触面与物体相对运动(或趋势)方向相反．2．在受力分折中要特别注意“漏力”和“添力”．这是正确进行受力分析的关键．按正确的顺序进行受力分析是防止“漏力”的有效措施．画好受力图后，再寻找各力的施力物体，找不出施力物体，这个力一定不存在，就是凭空增添的力．考点四：力的合成与分解1．力的合成是“等效思维”在解决实际问题中的应用，它可使几个同时作用于同一物体的力被一个力所“等效替代”，从而使物体的受力情况得到简化．这种“等效替代”是高中物理中常用的方法之一．2．求某几个力的合力必须以这几个力同时作用在同一个物体上为前提．若这几个力分别作用在不同的物体上，求这几个力的合力是毫无意义的．3．通过计算法求不同情况下力的合成，首先必须根据题意准确作出对应的平行四边形示意图，然后根据数学知识计算合力F的大小和方向．4．与力合成相反，力的分解是通过“等效替代”的原理用几个力来替代实际的某一个力，从而使实际问题得到解决．5．由于合力与分力之间是“等效替代”的关系，在对物体进受力分所时，不能将合力与分力都认为是作用在物体上的力，否则就为“添力”．6．理论上，按照平行四边形定则将一个力分解，可以有无数多种解，而在实际问题中，只有符合实际情况的一组解，才能使该问题得到解决．因此在将一个实际问题中的力分解时．必须要从该力的实际效果出发．确定该力的两个分解方向，再画出相关的平行四边形．这是通过力的分解达到解决具体问题的关键所在．考点五：共点力作用下物体的平衡1．应用共点力平衡条件解题的一般步骤是：明确研究对象，进行受力分析；选择合适方法，根据平衡条件列方程求解，合理选择研究对象．关系到能否得到解答或能否顺利得到解答．我们常用的方法是隔离法和整体法．通常在分析外力对系统的作用时．用整体法；在分析系统内各物体(各部分)向相互作用时，用隔离法．2．对受三个共点力作用而处于平衡状态的物体来说，这三个力可构成一个封闭的矢量三角形，我们一般都运用解三角形的有关数学知识去求解．对直角三角形可利用三角函数或勾股定理求解．对任意三角形可利用正弦定理或余弦定理求解．有时还要利用力的矢量三角形与物体间构成的几何三角形相似来求解．3．对于受三个以上互成角度的共点力作用的平衡问题，通常采用正交分解法，即以物体的重心为坐标原点O，建立直角坐标x O y，然后将各力沿x轴和y轴分解，即可根据平衡条件ΣF x＝0，ΣF y＝0列方程求解．在建立直角坐标系时，要考虑尽量减少力的分解，要让尽可能多的力落在坐标轴上．4．要善于利用共点力平衡条件的一些推论解题，例如：“当物体平衡时．其中的某个力必定与余下的其他力的合力等大反向”，“若物体受三个非平行力的作用而处于平扬状态，则该三个力的作用线(或延长线)必共点且共面”等．四、受力分析步骤先重力、后弹力、第三考虑摩擦力、其它外力再分析（如电场力、安培力、洛仑兹力等）一、《力》高考过关试题1、关于物体受静摩擦力作用的叙述中，正确的是（）A.静摩擦力的方向一定与物体的运动方向相反B.静摩擦力的方向不可能与物体的运动方向相同C.静摩擦力的方向可能与物体的运动方向垂直D.静止的物体所受的静摩擦力一定为零2、如图所示，位于斜面上的物块M在沿斜面向上的力F作用下，处于静止状态，则斜面作用于物块的静摩擦力的（）A.方向可能沿斜面向上B.方向可能沿斜面向下C.大小可能等于零D.大小可能等于F3、A、B、C三物块的质量分别为M，m和m0，作如图所示的联结．绳子不可伸长，且绳子和滑轮的质量、滑轮的摩擦均可不计．若B随A一起沿水平桌面做匀速运动，则可以断定（）A.物块A与桌面之间有摩擦力，大小为m0gB.物块A与B之间有摩擦力，大小为m0gC.桌面对A，B对A，都有摩擦力，两者方向相同，合力为m o gD.桌面对A，B对A，都有摩擦力，两者方向相反，合力为m0g4、如图所示，C是水平地面，A、B是两个长方形物块，F是作用在物块B上沿水平方向的力，物体A和B以相同的速度做匀速直线运动．由此可知，A、B间的动摩擦因数μ1和B、C间的动摩擦因数μ2有可能是（）A.μ1＝0，μ2＝0B.μ1＝0，μ2≠0C.μ1≠0，μ2＝0D.μ1≠0，μ2≠05、如图所示，在粗糙的水平面上放一三角形木块a，若物体b在a的斜面上匀速下滑，则（）A.a保持静止，而且没有相对于水平面运动的趋势B.a保持静止，但有相对于水平面向右运动的趋势C.a保持静止，但有相对于水平面向左运动的趋势D.因未给出所需数据，无法对a是否运动或有无运动趋势做出判断6、如图所示，在粗糙水平面上有一个三角形木块abc，在它的两个粗糙斜面上分别放两个质量为m1和m2的木块，m1>m2，已知三角形木块和两物体都是静止的，则粗糙水平面对三角形木块（）A.有摩擦力的作用，摩擦力的方向水平向右B.有摩擦力的作用，摩擦力的方向水平向左C.有摩擦力的作用，但摩擦力的方向不能确定，因为m1、m2、θ1、θ2的数值并未给出。
D.以上结论都不对7、如图所示，一木块放在水平桌面上，在水平方向共受到三个力，即F1、F2和摩擦力作用，木块处于静止状态，其中F 1＝10N ，F 2＝2N ．若撤去力F 1，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.零8、如图所示，m 1和m 2两木块叠在一起以v 的初速度被斜向上抛出去，不考虑空气阻力，抛出后m 2的受力情况是（ ）A.只受重力作用B.受重力和m 1的压力作用C.受重力、m 1的压力和摩擦力的作用D.所受合力的方向与初速度方向一致9、用三根轻绳将质量为m 的物块悬挂在空中,如图所示.已知ac 和bc 与竖直方向的夹角分别为300和600，则 ac 绳和bc 绳中的拉力分别为（ ） A．1,22mg mg B．1,22mg mg C．1,42mg D．1,24mg 10、如图所示，四个完全相同的弹簧都处于水平位置，它们的右端受到大小皆为F 的拉力作用，而左端的情况各不相同：①中弹簧的左端固定在墙上，②中弹簧的左端受大小也为F 的拉力作用，③中弹簧的左端拴一小物块，物块在光滑的桌面上滑动，④中弹簧的左端拴一小物块，物块在有摩擦的桌面上滑动。
若认为弹簧的质量都为零，以l 1、l 2、l 3、l 4依次表示四个弹簧的伸长量，则有（ ）A ．l 2＞l 1B ．l 4＞l 3C ．l 1＞l 3D ．l 2＝l 411、图中a 、b 是两个位于固定斜面上的正方形物块，它们的质量相等。
F 是沿水平方向作用于a 上的外力。
已知a 、b 的接触面，a 、b 与斜面的接触面都是光滑的。
正确的说法是（ ）A ．a 、b 一定沿斜面向上运动B ．a 对b 的作用力沿水平方向C ．a 、b 对斜面的正压力相等D ．a 受到的合力沿水平方向的分力等于b 受到的合力沿水平方向的分力12、关于两个物体间的作用力和反作用力，下列说法中正确的是（ ）mＦF① ② ③ ④A ．作用力和反作用力一定同时产生，同时消失D ．作用力和反作用力可以不同时产生C ．作用力和反作用力可以是不同性质的力D ．作用力和反作用力的效果会相互抵消13、中子内有一个电荷量为+2e/3的上夸克和两个电荷量为—e/3的下夸克，一简单模型是三个夸克都在半径为r 的同一圆周上，如图1所示。