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2023年高中物理学业水平考试必备考点归纳与测试
专题09 共点力平衡考点归纳
一、共点力
如果一个物体受到两个或更多个力的作用,这些力共同作用在同一点上,或它们的延长线交于一点,这样一组力叫作共点力.
二、共点力平衡的条件
1.平衡状态:
(1)物体处于静止或匀速直线运动的状态.
(2)对“平衡状态”的理解
不管是静止还是匀速直线运动,速度保持不变,所以Δv=0,对应加速度为零,速度为零不代表a=0.
例如,竖直上抛的物体运动到最高点时,这一瞬间速度为零,但这一状态不可能保持,因而上抛物体在最高点不能称为静止,即速度为零不等同于静止.
2.在共点力作用下物体平衡的条件
(1)共点力平衡的条件是合力为0.
(2)表示为:F合=0;或将各力分解到x轴和y轴上,满足Fx合=0,且Fy合=0.
①二力平衡:若物体在两个力作用下处于平衡状态,则这两个力一定等大、反向、共线.
②三力平衡:若物体在三个共点力作用下处于平衡状态,则其中任意两个力的合力与第三个力等大、反向、共线.
③多力平衡:若物体在多个共点力作用下处于平衡状态,则其中任意一个力与其余所有力的合力等大、反向、共线.
(3)当物体受三个力平衡,将表示这三个力的有向线段依次首尾相连,则会构成一个矢量三角形,表示合力为0.
3.推论
(1)二力平衡:若物体在两个力作用下处于平衡状态,则这两个力一定等大、反向、共线.
(2)多力平衡:若物体在多个共点力作用下处于平衡状态,则其中任意一个力与其余所有力的合力等大、反向、共线.
三、共点力平衡条件的应用
常用方法
方法
内容
正交
分解法
物体受到三个或三个以上力的作用时,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
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
矢量三
角形法
对受三力作用而平衡的物体,将力的矢量图平移使三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
整体法和隔离法
当一个系统处于平衡状态时,组成系统的每一个物体都处于平衡状态.
一般地,当求系统内部间的相互作用时,用隔离法;求系统受到的外力时,用整体法.具体应用中,应将这两种方法结合起来灵活运用.
效果分解法
物体受到几个力的作用处于平衡状态,将某一个力按力的作用效果进行分解,则