高中物理第三章相互作用35力的分解(3)三力共点的平衡条件1

高中物理第三章相互作用35力的分解(3)三

力共点的平衡条件1 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN

力的分解

一.什么是共点力？一个物体受到两个或更多力的作用，若这些力的作用线的延长线或反向延长线相交于一点，则这些力叫共点力。

二.共点力的平衡条件

1.若几个力作用在物体上使物体处于平衡状态（静止或匀速直线运动），则这几个力一定是共点力，而且其合力一定等于零。

2.几个力作用在物体上使物体处于平衡，则其中的某一个力必定与其他几个力的合力等值反向。

3.高中阶段，重点解决三个力作用在物体上使之平衡的问题的解决。

（1）受力分析是前提

物体的受力分析是解决物理问题的关键，是研究物理问题的重要方法。受力分析的一般步骤是：1、确定适当的研究对象（尽量让问题简便）；2、先场力，再接触力，并画受力分析图；3、注意点：（1）对“态”受力分析，某力存在与否可以通过物体的运动状态来检验。（2）要分析的是物体受到的“性质力”，不要画“效果力”。（3）该物体对其它物体施加的力不要画在该物体的受力图上。（4）整体法和隔离法综合运用，最终回到隔离法。

（2）三力共点平衡问题的常用解决方法

①力的合成法；②力的分解法；③正交分解法；④相似三角形法；⑤矢量三角形法；⑥正弦定理法；⑦余弦定理法。

（3）三力共点的动态平衡问题的分析方法：

①问题的特征：受重力，和其余两个力，使物体平衡，其中有一个力的作用线是确定的，但大小不定；另一个分力的大小和方向均不确定。

②重力分解图示法：先画重力；从重力的箭头画那个已知作用线的力的作用线；再从重力的起端出发，画另一个力，使三个力成为封闭三角形，这个封闭三角形的第三条边随着另一个力的作用方向的改变而跟着改变。

【例析1】一个质点受三个恒力1F 、2F 、3F 作用，沿水平方向向右匀速直线运动，如图，虚线表示运动方向。已知

13F N =，方向与虚线成30︒，23F N =，方向与虚线垂直。

试确定3F 的大小和方向。

【例析2】三段不可伸长的细绳OA 、OB 、OC 能存受的最大拉力相同，它们共同悬挂一重物，如图。其中OB 是水平的，A 端、B 端固定。若逐渐增加C 端所挂物体的质量，则最先断的绳是 A ．必定是OA B ．必定是OB

C ．必定是OC

D ．可能是OB ，也可能是OC

【例析3】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为m=10Kg 的重物，∠CAB=30°如图，则滑轮受到的绳子的作用力为

A

C

A．50N B．503N C．100N D．1003N

【例析4】重为G的球放在倾角α的光滑斜面上，并用竖直光滑挡板挡住，使球静止。若使挡板逆时针缓慢转动到水平位

置，则在转动过程中，球对挡板的压力N1和对斜面的压力

N

2

的变化情况是

A．N

1先减小后增大 B．N

2

先减小后增大

C．N

1一直减小 D．N

2

一直减小

【例析5】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，两环的质量均为m，两环间由一根质量不计，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N和细绳

上的拉力T的变化情况是

A．N不变，T变大 B．N不变，T变小

C．N变大，T变小 D．N变大，T变小

【例析6】水平放置的长杆上套有两个完全相同的质量均为

m

P

A B

Q

m m

的圆环，环的下面各用一根长为L的轻绳与质量为2m的小球

相连，两距离环间距亦为L，环与球均处于静止状态，当两环

之间的距离减小时，两环与杆之间的

A、静摩擦力增大

B、静摩擦力减小

C、弹力减小

D、弹力增大

【点拨】（1）整体法和隔离法的综合运用，（2）四个力以上

的共点力平衡问题如何转化为三力平衡的典型问题的解决思

路

【例析7】如图所示，小球质量为m，两根轻绳BO、CO系好

后，将绳固定在竖直墙上，在小球上加一个与水平方向夹角为37°

应满足什么条件？