第12讲 　　共点力的平衡-【暑假自学课】2022年新高一物理暑假精品课（人教版）

第12讲　共点力的平衡 【学习目标】 1.理解平衡状态的运动特点，并熟练掌握运动状态与受力之间的关系． 2.理解共点力平衡的条件，应用条件解决实际问题． 3.掌握动态平衡的特征，熟练解决其问题． 4.掌握整体法与隔离法的应用. 【基础知识】 1．对平衡状态的理解 (1)两种平衡状态：共点力作用下的平衡状态包括 状态和 状态． (2)“静止”和“v＝0”的区别与联系 v＝0 总之，平衡状态是指a＝0的状态． 2．共点力平衡的条件 表达式： ． 答案： 1．静止 匀速直线运动 2．F合＝0 【考点剖析】 考点一：共点力平衡条件的理解 例1．物体受共点力作用，下列说法正确的是(　　) A．物体的速度等于零，物体就一定处于平衡状态 B．物体相对另一物体保持静止时，物体一定处于平衡状态 C．物体所受合力为零时，就一定处于平衡状态 D．物体做匀加速运动时，物体处于平衡状态 【答案】C 【解析】处于平衡状态的物体，从运动形式上看是处于静止或匀速直线运动状态，从受力上来看，物体所受合外力为零．速度为零的物体，受力不一定为零，故不一定处于平衡状态，选项A错；物体相对于另一物体静止时，该物体相对地面不一定静止，如当另一物体做变速运动时，该物体也做变速运动，此物体处于非平衡状态，故选项B错；选项C符合平衡条件，为正确选项；物体做匀加速运动，所受合力不为零，故不是平衡状态，选项D错． 考点二：解决平衡问题常用方法 例2．.如图所示，光滑半球形容器固定在水平面上，O为球心．一质量为m的小滑块，在水平力F的作用下静止于P点，设滑块所受支持力为FN，OP与水平方向的夹角为θ.下列关系正确的是(　　) A．F＝ B．F＝mgtan θ C．FN＝ D．FN＝mgtan θ 【答案】A 【解析】法一：合成法 滑块受力如图甲，由平衡条件知：＝tan θ，＝sin θ⇒F＝，FN＝. 法二：效果分解法 将重力按产生的效果分解，如图乙所示，F＝G2＝，FN＝G1＝. 法三：正交分解法 将滑块受的力水平、竖直分解，如图丙所示，mg＝FNsin θ，F＝FNcos θ，联立解得：F＝，FN＝. 法四：封闭三角形法 如图丁所示，滑块受的三个力组成封闭三角形，解直角三角形得：F＝，FN＝ 考点三：动态平衡问题 例3．如图所示，小球用细绳系住，绳的另一端固定于O点．现用水平力F缓慢推动斜面体，小球在斜面上无摩擦地滑动，细绳始终处于直线状态，当小球升到接近斜面顶端时细绳接近水平，此过程中斜面对小球的支持力FN以及绳对小球的拉力FT的变化情况是(　　) A．FN保持不变，FT不断增大 B．FN不断增大，FT不断减小 C．FN保持不变，FT先增大后减小 D．FN不断增大，FT先减小后增大 【答案】D 【解析】如图所示，先对小球进行受力分析，重力mg、支持力FN、拉力FT组成一个闭合的矢量三角形，由于重力不变、支持力FN方向不变，斜面向左移动的过程中，拉力FT与水平方向的夹角β减小，当FT⊥FN时，细绳的拉力FT最小，由图可知，随β的减小，斜面的支持力FN不断增大，FT先减小后增大，故选项D正确，A、B、C错误． 【真题演练】 1．　关于共点力，下列说法中正确的有(　　) A．作用在一个物体上的两个力，如果大小相等，方向相反，那么这两个力是共点力 B．作用在一个物体上的两个力，如果是一对平衡力，那么这两个力是共点力 C．作用在一个物体上的几个力，如果它们的作用点不在同一点上，那么这几个力也可能是共点力 D．作用在一个物体上的几个力，如果它们的作用线可以汇交于一点，那么这几个力是共点力 【答案】BCD 【解析】作用在一个物体上的几个力，如果作用在物体的同一点或者虽不作用在物体的同一点，但力的作用线交汇于一点，那么这几个力是共点力，所以选项C、D正确；大小相等、方向相反的力不一定作用在同一点，但一对平衡力必作用于同一物体的同一直线上，是共点力，所以选项A错误，选项B正确． 2．如图所示，轻质不可伸长的晾衣绳两端分别固定在竖直杆M、N上的a、b两点，悬挂衣服的衣架挂钩是光滑的，挂于绳上处于静止状态．如果只人为改变一个条件，当衣架静止时，下列说法正确的是(　　) A．绳的右端上移到b′，绳子拉力不变 B．将杆N向右移一些，绳子拉力变大 C．绳的两端高度差越小，绳子拉力越小 D．若换挂质量更大的衣服，则衣架悬挂点右移 【答案】AB 【解析】如图所示，两个绳子是对称的，与竖直方向夹角是相等的．假设绳子的长度为x，两竖直杆间的距离为L，则xcos θ＝L，绳子一端在上下移动的时候，绳子的长度不变，两杆之间的距离不变，则θ角度不变；两个绳子的合力向上，大小等于衣服的重力，