第三章 第5节 共点力的平衡-【重难点手册】2023-2024学年新教材高中物理必修第一册（人教版）

重避台手细高中物理必修第一册) 第5节 共点力的平衡 重点和难点 课标要求 1知道什么是共点力. 重点：共，点力平衡的条件 2.在二力平衡的基础上，经过科学推理，得出共点力平衡的条件：物 难点：应用共点力平衡条件解决实际体所受合力为0 问题 3.会用共点力平衡的条件，分析生活和生产中的实际问题，体会物 理学知识的实际应用。 口01必备知识梳理。 基础梳理 知识点1共点力的平衡状态 1.平衡状态 刀对点练 (1)定义 1.静止的物体一定处于 如果一个物体在力的作用下保持静止状态或匀速直线运动 平衡状态吗？ 状态，我们就说这个物体处于平衡状态， 2.处于平衡状态的物体 (2)两种表现 一定是静止的吗？ [答案：静止的物体一定处 ①物体处于静止状态：其特征是物体的速度为0(v=0),加速 于平衡状态，但处于平衡状态 度为0(a=0),所受合外力为0(F合=0). 的物体不一定是静止的，可能 ②物体处于匀速直线运动状态：其特征是物体的速度为恒定 是处于匀速直线运动状态.] 值（≠0），加速度为0(a=0),所受合外力为0(F合=0) 例1(2022·天津市南开区南开中学高一期中)关于平衡状 态，下列说法正确的是(). 2提个醒 A.如果物体所受合力等于0，则物体一定处于静止状态 静止与速度=0不是 B.如果物体所受合力等于0，则物体一定处于匀速直线运动 回事。物体保持静止状态，说 状态 明v=0,a=0两者同时成立. C.只要物体速度等于0，物体就处于平衡状态 若仪是v=0,而a≠0，物体处 D.如果物体受到共点力作用而处于平衡状态，则物体所受合 于非平衡状态.如上抛到最高 外力一定为0 点的物体，此时口=0，但由于 解析物体所受合力等于0，则受力平衡，可能是静止状态， 重力的作用，它的加速度a 也可能保持匀速直线运动状态，故AB错误；物体速度等于0，但 g,方向竖直向下，物体不可能 停在空中，它会向下运动，所 如果合力不为0，仍具有加速度，不处于平衡状态，如竖直上抛最 以物体并不能处于平街状态 高点，速度为O,加速度为g,故C错误；如果物体受到共点力作用 168 第三章 相互作用一力么组 而处于平衡状态，则物体所受合外力一定为0，故D正确. 答泰D 知识点2共点力的平衡条件 1.平衡条件 冒敲黑板 处于平衡状态的物体，其加速度α=0，物体所受合外力F合=0. 三力汇交原理 2.重要推论 物体受三个力处于平衡 状态，这三个力不平行时其力 (1)二力平衡条件：大小相等、方向相反，作用在同一条直线上 的作用线一定交于一点，即这 (2)三力平衡条件：其中任意两个力的合力必定与第三个力 三个力一定是共点力 大小相等、方向相反，作用在同一条直线上 (3)多个共点力的平衡条件：物体在多(N)个共点力作用下 处于平衡状态，则其中任意一个力必与剩下的(N一1)个力的合 力大小相等、方向相反，作用在同一条直线上 例☑(2022·河北石家庄第二中学高一期中)如图(a),悬挂 甲物体的细线拴牢在一不可伸长的轻质细绳上O点处，绳的一端 固定在墙上，另一端通过光滑定滑轮与物体乙相连.甲、乙两物体 质量相等.系统平衡时，O点两侧绳与竖直方向的夹角分别为α 和3.若α=70°，则3等于( ). 甲 (a) A.45 B.55 C.60 D.70 解析甲物体是栓牢在O点，且甲、乙两物体的质量相等，则 甲、乙绳的拉力大小相等，O,点处于平衡状态，则左侧绳子拉力的 方向在甲、乙绳子的角平分线上，如图(b)所示，根据几何关系有 180°=23十a,解得B=55°.故选B. mg 甲 (b) 答案B 169 国避手册高中物理必修第一册) 知识点3力的正交分解法 正交分解法是一种为解题方便把力按照选定的正交坐标轴 刀记方法 进行分解的一种方法，尤其适用于物体受三个或三个以上共点力 正交分解法的优点是把 作用的情况，实际上它是平行四边形定则的一种特殊方法，利用 不在一条直线上的失量运算 正交分解法很容易把合力与分力放到一个直角三角形中，便于通 转化成了同一条直线上的代 过分析直角三角形的边角关系计算合力或分力的大小. 数运算，利用正交分解法解题 例3(2022·吉林长春实验中学高一期中)（多选）如图甲所 具体步骤如下： (1)建立直角坐标系，以 示，重力为G的物体A在大小为F的水平向左的恒力作用下静 共点力的作用，点为坐标原点 止在倾角为α的固定光滑斜面上.下列关于物体对斜面压力F、 建立直角坐标系，x轴和y轴 大小的表达式中正确的是( 的选取原则是使尽量多的力 落在坐标轴上 (2)正交分解各力，即将 每一个不在坐标轴上的力分 解到坐标轴上，并求出各分力 A.FN=√G十F B.Fv=_F 的大小，如图所示 sin a C.FN=Fsin a+Gcos a D.Fx=Gcos