2.2.5 共点力的平衡-【走好高中第1步】2020初高中物理教材衔接

第5节　共点力的平衡 (衔接要求 1．认识物体受力分析的一般顺序，会画物体受力图。 2．初步掌握物体受力分析的一般方法。 3．知道共点力作用下物体的平衡概念，掌握在共点力作用下物体的平衡条件。 4．能用共点力的平衡条件解决简单问题。 (回顾初中 在初中，我们学习了二力平衡，知道了物体在两个力作用下如果处于静止或匀速直线运动状态，称为处于平衡状态，这两个力大小相等，方向相反，且作用在同一直线上，合力为零。 【例1】　一辆重10 N的小车在光滑的水平面上以5 m/s的速度做匀速直线运动，则小车受到的水平拉力是(　　) 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 A．10 N B．5 N C．0 N D．2 N 【解析】　重10 N的小车在光滑的水平面上以5 m/s的速度做匀速直线运动，即小车受到的合力为零，竖直方向上重力和支持力平衡，由于小车不受摩擦力，则小车在水平方向受到的拉力为0 N，故ABD错误，C正确。 【答案】　C (展望高中 在高中，我们将在初中的基础上，研究物体受到三个或三个以上的力，如果这些力的作用线相交于同一点(称共点力)，物体处于平衡状态时，探究这些力的合力的大小，进而总结归纳出共点力的平衡条件，并能运用平衡条件解决实际问题。 【例2】　如图所示，一物块置于水平地面上，当用与水平方向成60°角的力F1拉物块时，物块做匀速直线运动；当改用与水平方向成30°角的力F2推物块时，物块仍做匀速直线运动．若F1和F2的大小相等，则物块与地面之间的动摩擦因数为(　　) 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 A.－1 B．2－ C. D．1－－ 【解析】　物块受重力mg、支持力N、摩擦力f、已知力F处于平衡状态，根据平衡条件，有F1cos 60°＝μ(mg－F1sin 60°)，F2cos 30°＝μ(mg＋F2sin 30°)，联立解得μ＝2－。选项B正确。 【答案】　B 2017年4月15日至18日全国男子举重锦标赛暨第十三届全运会预赛在江山体育馆举行，在56公斤级比赛中，解放军选手李发彬以130、155、285公斤的抓举、挺举、总成绩摘金。 李发彬在56公斤级比赛中获得金牌，裁判员判定举重运动员成绩有效的依据是什么？ 接点一　受力分析 所谓受力分析，就是把研究对象在给定物理环境中所受到的力全部找出来，并画出相应受力图。如何进行受力分析呢？ (1)受力分析的依据 依据各种力的产生条件和性质特点，每种力的产生条件提供了其存在的可能性，由于力的产生原因不同，形成不同性质的力，这些力又可归结为场力和接触力，接触力(弹力和摩擦力)的确定是难点，两物体直接接触是产生弹力、摩擦力的必要条件，弹力产生的原因是物体发生形变，而摩擦力的产生，除物体间相互挤压外，还要有相对运动或相对运动趋势。 依据力的作用的相互性，受力物体和施力物体同时存在。一方面物体所受的每个力都有施力物体和它的相互作用力，找不到施力物体的力和没有相互作用力的力是不存在的；另一方面，依据相互作用力的关系，可灵活变换研究对象，判断受力。 依据物体所处的运动状态：有些力存在与否，或者力的方向确定，就要结合物体的运动状态，如利用物体的平衡条件进行判断。 (2)受力分析的程序 首先，根据题意选取研究的对象，研究对象可以是单个物体或物体的某一部分，也可以是由几个物体组成的系统。 其次，把研究对象从周围的物体中隔离出来，为防止漏掉某个力，要养成按一般步骤分析的好习惯，一般应先分析重力；然后环绕物体一周，找出跟研究对象接触的物体，并逐个分析这些物体对研究对象的弹力和摩擦力；最后再分析其他场力(电场力、磁场力等)。 第三，每分析一个力，都要想一想它的施力物体是谁，这样可以避免分析出某些不存在的力，如竖直上抛的物体并不受向上的推力，而刹车后靠惯性滑行的汽车也不受向前的“冲力”。 第四，画完受力图后要进行检验，看一看根据你画的受力图，是否符合物体处于题中所给的运动状态，如果不符合，那么受力分析肯定错误。 【思考与讨论1】 受力分析时分析的是那种力？有何规律和方法？ 接点二　共点力的平衡 初中我们学习过大小相等、方向相反，而且作用在同一物体、同一直线上的两个力，这个物体处于平衡状态，这两个力的合力为零。如果处于平衡状态的物体受多个力作用，那么这些力满足什么条件？ (1)共点力 一个物体可能受到多个力作用，如果这些力都作用在物体的同一点，或者它们的作用线相交于同一点，那么这几个力叫作共点力。 (2)平衡状态：如果一个物体在共点力的作用下，保持静止或者做匀速直线运动，那么我们就说这个物体处于平衡状态。 (3)共点力作用下物体的平衡条件 如果物体受三个力作用处于平衡状态，其合力为零，否则它的运动状态必然发生改变，经过物理工作者多次精确实验证实：三个共点力作用