第19讲 共点力的平衡-2022年暑假新高一物理初高中衔接导学练

第19讲 共点力的平衡 平衡态和平衡条件： 1.物体受到几个力作用时，如果保持静止状态或匀速直线运动状态，我们就说这几个力平衡或物体处于平衡状态，二力平衡最是简单的平衡状态. 2.物体在非平衡力作用下运动状态将改变。 3.二力平衡条件：作用在一个物体上的两个力,如果大小相等、方向相反,并且作用在同一条直线上,这两个力就彼此平衡。 【初高中变化】 初中物理主要讲的是二力平衡问题，但高中物理更多的是对多力作用下的物体平衡问题，所用的的方法也更多比如合成法、分解法、正交分解法、三角形法等，同时平衡问题也是高考的一个高频考点和热点。 一、平衡状态和平衡条件 1.平衡状态：物体受到几个力作用时，如果保持静止或匀速直线运动状态。我们就说这个物体处于平衡状态。 2.平衡条件：在共点力作用下物体平衡的条件是合力为0。 3.平衡条件的表达式：F合＝0 4.由平衡条件得出的三个结论 分析思路：多力三力二力 【例1】水上飞伞是一项锻炼勇气和毅力的水上娱乐活动。快艇开动后，拖在快艇后面的空中飞伞，在风力和绳子牵引力的作用下升起，游客乘伞体验在空中飞翔的感觉。下列各图中的点均表示游客，能正确反映飞伞载着游客在空中匀速飞行的是（　　） A．B．C． D． 【例2】以下关于平衡状态的说法中，错误的是（　　） A．如果物体处于平衡状态，则一定处于静止状态 B．处于静止状态的物体，所受合外力一定为零 C．如果物体受到三个共点力作用而平衡，其中任何一个力必定与其余两个力的合力大小相等，方向相反 D．如果物体受到三个非平行力的作用而平衡，则这三个力必能相交于一点 二、处理平衡问题的常用方法和步骤 1.方法： 合成法 物体在三个共点力作用下处于平衡状态时，任意两个力的合力与第三个力大小相等、方向相反 分解法 物体在三个共点力作用下处于平衡状态时，将某个力按作用效果分解，则其分力与其他两个力分别平衡 正交 分解法 物体在多个共点力作用下处于平衡状态，应用正交分解法，则有 ∑Fx＝F1x＋F2x＋F3x＋…＋Fnx＝0， ∑Fy＝F1y＋F2y＋F3y＋…＋Fny＝0 矢量 三角形法 如果三个力首尾相接恰好构成三角形，则这三个力的合力为零。矢量三角形法可以充分利用几何边角关系求解平衡问题 2.步骤： (1)明确研究对象(物体、质点或绳的结点等)。 (2)分析研究对象所处的运动状态，判定其是否处于平衡状态。 (3)对研究对象进行受力分析，并画出受力示意图。 (4)建立合适的坐标系，应用共点力的平衡条件，选择恰当的方法列出平衡方程。 (5)求解方程，并讨论结果。 【例3】（合成法）用一根长为的轻质细绳将一个重量为的薄画框对称地悬挂在墙壁上，两个挂钉在同一水平线上且间距为。细绳对画框的作用力大小为（　　） A． B． C． D． 【例4】（分解法）滑滑梯是小孩子很喜欢的娱乐活动。如图所示，一个小孩正在滑梯上匀速下滑，则（　　） A．小孩所受的重力与小孩所受的弹力大小相等 B．小孩所受的重力与小孩所受的摩擦力大小相等 C．小孩所受的弹力和摩擦力的合力与小孩所受的重力大小不相等 D．小孩所受的重力和弹力的合力与小孩所受的摩擦力大小相等 【例5】（正交分解法）节日里悬挂灯笼的一种方式如图所示，A、B两点等高，O为结点，轻绳AO、BO长度相等，拉力分别为FA、FB，灯笼受到的重力为G。下列表述正确的是（　　） A．FA一定小于G B．FA与FB大小相等 C．FA与FB大小不相等 D．FA与FB大小之和等于G 【例6】（矢量三角形法）如图所示，电灯悬挂于两壁之间，更换水平绳OA使连接点A向上移动而保持点的位置不变，则A点向上移动时（　　） A．绳OA的拉力逐渐增大 B．绳OA的拉力逐渐减小 C．绳OA的拉力先增大后减小 D．绳OA的拉力先减小后增大 1．如图所示，轻质弹簧连接A、B两物体，A放在水平地面上，的上端通过细线悬挂在天花板上；已知A的重力为8N、的重力为6N、弹簧的弹力为4N。则地面受到的压力大小和细线受到的拉力大小可能是（　　） A．18N和10N B．4N和10N C．12N和2N D．14N和2N 2．如图所示，一个物体在四个共点力作用下处于平衡状态，当F1、F2、F3三个力保持不变，F4的大小不变，方向顺时针转过90°时，物体所受合力的大小是（　　） A．F4 B．F4 C．2F4 D．F4 3．一物块在拉力F的作用下沿着水平方向做匀速运动，则拉力F与摩擦力f的合力方向正确的是（　　） A．可能向上偏右 B．可能向上偏左 C．一定向上 D．无法确定 4．将四块相同的坚固石块垒成圆弧形的石拱，其中第3、4块固定在地基上，第1、2块间的接触面是竖直的，每块石块的两个侧面间所夹的圆心角均为，石块间的摩擦力可以忽略不计。则第1块对第2块的弹力F1和第1块