第四部分第三章 课时5 共点力的平衡-【赢在起点】2023初高中衔接教材物理

第四部分 高中物理新课预习 课时5 共点力的平衡 􀲽 夯实双基􀲽 一、填一填 1.平衡状态:一个物体在共点力作用下,保 持静 止 或 匀 速 直 线 运 动 状 态 叫 平 衡 状态. 2.平衡条件:F合 =0;分量式:F合x=0、F合y =0. 3.几种简单的平衡 (1)二力平衡:作用于一个物体上的二个 力,等大反向共线则平衡. (2)三力平衡:三个共点力平衡则两个力 的合力与第三个力等大反向共线. (3)三力平衡条件逆推理:若三力平衡必 共点. 4.把一个力分解为两个互相垂直的分力, 这种分解方法称为力的正交分解. 二、判一判 1.几个力都作用在物体的同一点,或它们 的作用线相交于同一点,这几个力叫共 点力. ( ) 2.物体受几个力的作用时,如果保持静止 或匀速直线运动状态,就说这个物体处 于平衡状态. ( ) 3.处于平衡状态的物体,所受力的合力一 定为零. ( ) 4.所受力的合力为零的物体,一定处于平 衡状态. ( ) 5.处于静止状态的物体v=0,则当物体v= 0时物体处于静止状态. ( ) 􀲽 探究主题􀲽 主题一 静态平衡问题 1.平衡状态 平衡状态 ①静止; ②匀速直线运动 静止 v=0、a=0同时具备的情形 匀速直线运动 速度的大小、方向皆不变化 说明 ①静止的物体v=0; ②v=0的物体不一定静止,如 竖直上抛到达最高点的情况 2.共点力的平衡条件 (1)平衡条件. F合=0或 Fx合=0 Fy合=0 (2)由平衡条件得出的三个结论. [例1] (多选)如图所示,沿光滑 墙壁用网兜把一个足球挂在A 点,足球与墙壁的接触点为B, 悬绳与墙壁的夹角为α.已知足 球的质量为 m,网兜的质量不 计,重力加速度为g.关于悬绳 对球的拉力F1 和墙壁对球的支持力F2, 下列关系式正确的是 ( ) A.F1= mg cosα B.F1= mg sinα C.F2=mgtanα D.F2= mg tanα 【解析】 以足球为研究对象,分析其受 力情况,可知其受到重力 mg、悬绳对球 的拉力F1 和墙壁对球的支持力F2,这三 个力的合力为零,根据平衡条件得知,mg 和F2 的合力与F1 大小相等、方向相反, 则有F1= mg cosα ,F2=mgtanα,选项A、C 正确. 【答案】 AC 主题二 动态平衡问题 动态平衡问题的分析方法 (1)抓关键词:在共点力的平衡中,有些 题目中常有“缓慢”一词,则物体处于动 态平衡状态. (2)用图解法:解决动态平衡类问题常用 图解法,图解法就是在对物体进行受力分 析(一般受三个力)的基础上,若满足有一个 力大小、方向均不变,另有一个力方向不变 时,可画出这三个力的封闭矢量三角形来分 析力的变化情况的方法. 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 —95— 初升高知识衔接·物理 [例2] 如图所示,小球用细 绳系住放在倾角为θ的光 滑斜面上,当细绳由水平方 向逐渐向上偏移时,细绳上 的拉力将 ( ) A.逐渐增大 B.逐渐减小 C.先增大后减小 D.先减小后增大 【解析】 因 为 G、FN、 FT 三力共点平衡,故三 个力 可 以 构 成 一 个 矢 量三角形,如图所示,G 的大 小 和 方 向 始 终 不 变,FN 的方向不变,大小可变,FT 的大 小、方向 都 在 变,在 绳 向 上 偏 移 的 过 程 中,可以作出一系列矢量三角形,显而易 见在FT 变化到与FN 垂直前,FT 是逐渐 变小的,然后FT 又逐渐变大.故正确答 案为D. 【答案】 D [例3] 国家大剧院外部 呈椭球形.假设国家大 剧院的屋顶为半球形, 一保洁人员为执行保洁任务,必须在半 球形屋顶上向上缓慢爬行(如图所示), 他在向上爬的过程中 ( ) A.屋顶对他的摩擦力不变 B.屋顶对他的摩擦力变大 C.屋顶对他的支持力不变 D.屋顶对他的支持力变大 【解析】 缓慢爬行可以看成在任意位置 都处于平衡状态.对保洁员进行受力分 析并 建 立 平 衡 方 程 可 得,摩 擦 力 Ff= mgsinθ,支 持 力 FN=mgcosθ,向