高一物理必修 共点力平衡

等大反向
F1
F2
•
F13
O
F3
F23
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1.平衡状态： 在共点力的作用下，物体处于静止或匀速直线运动的状态.
2.共点力作用下物体的平衡条件：合力为零，即F合=0
3.力的平衡：作用在物体上几个力的合力为零，这种情形 叫做力的平衡.
(1)若处于平衡状态的物体仅受两个力作用，这两个力一定 大小相等、方向相反、作用在一条直线上，即二力平衡.
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• 如图所示，在一细绳Ｃ点系住一重物Ｐ，细绳两端 Ａ、Ｂ分别固定在两边墙上，使得ＡＣ保持水平， ＢＣ与水平方向成300角，已知细绳最大只能承受 200Ｎ的拉力，那么Ｃ点悬挂物体的重最多为
，这时细绳的
段即将断裂.
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二、动态平衡问题的求解方法。
根据平衡条件并结合力的合成或分解的方法，把三个 平衡力转化成三角形的三条边，然后通过这个三角形 求解各力的大小及变化。
放在水平G地面 上静止的物体
这就叫
共点力 的平衡
f
F
水平地面G上匀 速运动的物体
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共点力的平衡条件
共点力的平衡条件?
回顾:二力平衡的条件？ 大小相等，方向相反
即合力为零
物体受到多个力的作用 而处于平衡状态应满足
什么条件呢？
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探究共点力平衡的条件
一个物体受到三个力的作用而处于平衡状态， 则其中两个力的合力应该与第三个力
F F2min
θ F1
7
2）已知合力F的方向及一个分力F1的大小和方向，另一 分力F2的小值的条件是_____F_2 ___F___， 最小值是__F_2_m_in_=__F_1_s_in__θ__ 此时F的值是__F__=_F_1_c_o_s_θ___.
F F2min
θ
F1
8
❖典题精选 例1、求下列每幅图中力F1、F2、F3的合力
F1
F2
F F1
θ F2
3）Fsinθ<F1 < F……两解
3
F1
F θ
F2
4）F1 ≥ F……一解
4
问题3、已知两个分力F1、 F2的大小，将一个已知力F分 解，其结果有多少种可能？
1） F>F1 + F2或F < ∣ F1 – F2∣…… 无解
F
F1
F2
F F1
F2 2） F=F1 + F2 或F=F1 – F2 …… 一解
(2)若处于平衡状态的物体受三个力作用，则这三个力中的 任意两个力的合力一定与另一个力大小相等、方向相反、 作用在一条直线上.
(3)若处于平衡状态的物体受到三个或三个以上的力的作用， 则宜用正交分解法处理
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一、受力分析 二、受力分析要点
（1）首先要确定研究对象，然后把它从周围物体中隔 离开来。 （2）然后画物体所受的重力；再画出外力。 （3）接着画物体所受的弹力。 （4）最后画物体所受的摩擦力。
几个力如果都作用在物体上的同一点，或者它们 的作用线相交于同一点，这几个力叫做共点力．
图1
图2
图3
如图1、图2为共点力；而图3为非共点 力．
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平衡状态
物体处于静止或者保持匀速直线运动的 状态叫做平衡状态。
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共点力的平衡
物体如果受到共点力的作用且处于平衡状态， 就叫做共点力的平衡。
v=0 N
受力分析 v N
高一物理必修 共点力平衡
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问题2、若已知一个分力F1的大小和另一分力F2的方向 (即已知F2和F的夹角θ），将一已知力F分解， 其结果有多少种可能？
F1 F F1
θ F2
1)F1< Fsinθ……无解
F1 F
F1 θ
F2
2)F1= Fsinθ……一解
2
F1
ห้องสมุดไป่ตู้
θ
θ F2
F F1
(2)建立直角坐标系（原则是尽量减少 力的分解）；将不在坐标上的力分解；
(3)根据平衡条件列方程
F0
F x
F y
0 0
(4)解方程(组)，必要时验证结论。
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【例 1 】试求沿斜面匀速下滑的木块的 受到摩擦力的大小。已知木块质量为M ，接触面动摩擦因数为μ
q
26
• 【变式训练1】 如图所示，用斜向上
2F3
2F3
2F2
0
9
2.在“验证力的平行四边形定则”实验中，F1和F2表示两 个互成角度的力，F表示由平行四边形定则作出的F1和F2 的合力；F`表示用一个弹簧秤拉橡皮条时的力，则图3.3-2 中符合实验事实的是（ ）
A
图3.3-2
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共点力作用下物体的平 衡问题与物体受力分析
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一、共点力
的外力 F将质量为m的物体推着物体
沿竖直墙壁匀速运动，求物体与竖 直墙壁间的滑动摩擦因数μ为多少？
θ F
27
• 【例3】 如图所示，质量为m的物
体放在倾角为θ的斜面上，它与斜 面的滑动摩擦因数为μ，在水平推 力的作用下，物体沿斜面向上匀速 滑动，则物体所受的推力为多少？
θ
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三、三力平衡中的“相似三角形”问 有题些题是不能用正交分解法来进行求解的，
18
【例1】如图，一个物体 A 在水平拉力作用 下做匀速直线运动，试分析物体 A 的受力情 况。
F A
N
f
F
G
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王后雄 P70 4、5、6
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一、平衡物体的临界问题
物理系统由于某些原因而发生突变时所 处的状态，叫临界状态。临界状态也可 理解为“恰好出现”和“恰好不出现” 某种现象的状态。平衡物体的临界问题 的求解方法一般是采用由平衡条件求出 力的大小，看哪个力最先达到临界状态。
【例1】如图所示，保持角a不变，将B
点向上移，则BO绳的拉力将：
B
A. 逐渐减小
B. 逐渐增大
C. 先减小后增大
D. 先增大后减小。
A
a
O
C
G
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例2 求挡板缓慢的放置水平的过程中小球对 挡板和斜面压力的变化
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二、正交分解法解平衡问题的步骤
(1)选择研究对象、对研究对象进行受 力分析，画好受力图；
F1
F F2
F F1
F2
5
问题3、已知两个分力F1、 F2的大小，将一个已知力F分 解，其结果有多少种可能？
3） ∣ F1 – F2∣< F < F1 + F2…… 无数解（一个面内两解）
F
F1
F2
F1
F2
F
F1
F
F2
F2
F
F1
6
问题4、力分解中的最值问题？ 1）已知合力F与一个分力F1的方向（即已知F和F1的夹 角θ），则另一分力F2有最小值条件是___F_2___F_1_，最小 值是_F_2_m_in_=_F__s_in__θ,此时F1的值为__F_1_=_F_c_o_s_θ___。
这些比较特殊的情况要加以积累。
【例1】如图所示，光滑大球固定不动，它
的正上方有一个定滑轮，放在大球上的
光滑小球（可视为质点）用细绳连接， 并绕过定滑轮，当人用力F缓慢拉动细绳 F 时，小球所受支持力为N，则N，F的变 化情况是：