专题09 共点力的静态平衡问题 -2022年高三毕业班物理常考点归纳与变式演练

专题09 共点力的静态平衡问题 专题导航 目录 常考点 共点力的平衡问题解题思路分析 1 考点拓展练习 5 常考点归纳 常考点 共点力的平衡问题解题思路分析 【典例1】 如图所示，重物的质量为m，轻细绳AO的A端和BO的B端固定，平衡时AO水平，BO与水平方向的夹 角为60°，AO的拉力F1和BO的拉力F2与物体重力的大小关系是（　　） A．F1＞mg B．F1＝mg C．F2＜mg D．F2＞mg 【典例2】 生活中常用一根水平绳拉着悬吊重物的绳索来改变或固定悬吊物的位置。如图，悬吊吊灯的细绳，其O点 被一水平绳BO牵引，使悬绳AO段和竖直方向成θ＝30°角。若吊灯所受的重力为G，求： （1）悬绳AO的拉力大小； （2）水平绳BO的拉力大小。 【典例3】 如图所示，轻质光滑滑轮两侧用轻绳连着两个物体A与B，物体B放在水平地面上，物体A、B均静止。 物体A和物体B的质量分别为mA、mB，轻绳与水平的夹角为θ（θ＜90°），重力加速度为g，则（　　） A．物体B受到地面向左的摩擦力为mAgsinθ B．物体B受到地面向左的摩擦力为mAgcosθ C．物体B对地面的压力可能为零 D．物体B对地面的压力为mBg﹣mAgsinθ 【技巧点拨】 一、共点力的平衡的概念及推论 1．平衡状态：物体处于静止状态或匀速直线运动状态。 2．平衡条件：F合＝0或者 如图甲所示，小球静止不动，如图乙所示，物体匀速运动。 甲　　　　　　　乙 则小球F合＝0；物块Fx＝0，Fy＝0。 3．平衡条件的推论 (1)二力平衡：如果物体在两个共点力的作用下处于平衡状态，这两个力必定大小相等，方向相反。 (2)三力平衡：物体在三个共点力的作用下处于平衡状态，其中任何一个力与另外两个力的合力大小相等，方向相反，并且这三个力的矢量可以形成一个封闭的矢量三角形。 (3)多力平衡：物体在多个共点力的作用下处于平衡状态，其中任何一个力与另外几个力的合力大小相等，方向相反。 二、.处理静态平衡问题的常用方法总结 方法 内容 合成法 物体受三个共点力的作用而平衡，则任意两个力的合力一定与第三个力大小相等，方向相反 分解法 物体受三个共点力的作用而平衡，将某一个力按力的效果分解，则其分力和其他两个力满足平衡条件 正交分 解法 物体受到三个或三个以上力的作用而平衡，将物体所受的力分解为相互垂直的两组，每组力都满足平衡条件 力的三 角形法 对受三个力作用而平衡的物体，将力的矢量图平移使三个力组成一个首尾依次相接的矢量三角形，根据正弦定理、余弦定理或相似三角形等数学知识求解未知力 三、静态平衡问题的解题“四步骤” 【变式演练1】 如图所示为某武装直升机拖曳扫雷具扫除水雷的演习示意图。扫雷具质量为m，当直升机匀速水平飞行时， 绳子与竖直方向成θ角，已知扫雷具受到的浮力为其重力的一半，重力加速度为g，不计绳的质量。求： （1）画出扫雷具的受力示意图； （2）求绳子拉力的大小； （3）求海水对扫雷具的水平阻力。 【变式演练2】 某工厂把完全相同的光滑空油桶按如图所示方式存放在四个不同的箱子中，则油桶C对A的压力最大的是 （　　） A． B． C． D． 【变式演练3】 如图所示，A、B两带正电小球通过绝缘细线连接，跨过光滑绝缘斜面顶端的定滑轮O．平衡时小球均处于 静止状态，A、B小球在同一水平线上，OA长为L与且与竖直方向的夹角为30°．已知A小球质量为m， 带电荷量为q斜面与水平方向的夹角也为30°，静电力常量为k，重力加速度为g，则（　　） A．A、B小球间的库仑力大小为mg B．斜面对B小球的支持力大小mg C．细线对B小球的拉力大小空mg D．B小球所带电荷量为 【变式演练4】 如图所示，将一劲度系数为k的轻弹簧一端固定在内壁光滑的半球形容器底部O′处（O为球心），弹簧另 一端与质量为m的小球相连，小球静止于P点。已知容器半径为R，与水平面间的动摩擦因数为μ，OP与 水平方向的夹角为θ＝30°．下列说法正确的是（　　） A．容器相对于水平面有向左运动的趋势 B．轻弹簧对小球的作用力大小为 mg C．容器对小球的作用力竖直向上 D．弹簧原长为R+ 考点拓展练习 1．如图所示，在光滑墙壁上用轻质网兜把足球挂在A点，足球与墙壁的接触点为B．足球的重力为G，悬绳与墙壁的夹角为α．则悬绳对球的拉力F的大小为（　　） A．F＝Gtanα B．F＝Gsinα C． D． 2．如图所示，一轻质光滑定滑轮固定在倾斜木板上，质量分别为m和2m的物块A、B，通过不可伸长的轻绳跨过滑轮连接，A、B间的接触面和轻绳均与木板平行。A与B间、B与木板间的动摩擦因数均为μ，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。当木板与水平面的夹角为45°时，物块A、B刚好要滑动，则μ的值为（