第三章 第5节　共点力的平衡-2023年物理初升高暑假衔接领跑练 （人教版2019必修第一册）

第三章 初升高暑假衔接练 第5节　共点力的平衡 一、共点力平衡的条件 1．共点力：几个力如果都作用在物体的同一点，或者它们的作用线相交于一点，这几个力叫作共点力。 2．平衡状态：静止状态或者匀速直线运动状态。 3．共点力的平衡条件：在共点力作用下物体平衡的条件是合力为0。 二、正交分解法 1．定义：将已知力按互相垂直的两个方向进行分解的方法。 2．建立坐标轴的原则：一般选共点力的作用点为原点，在静力学中，以少分解力和容易分解力为原则(即尽量多的力在坐标轴上)。 3．物体处于共点力平衡状态的正交分解方法：物体受到多个力作用F1、F2、F3…，处于平衡状态时，可把各力沿相互垂直的x轴、y轴分解(如图所示)。 x轴上的合力：Fx＝F1x＋F2x＋F3x＋…＝0 y轴上的合力：Fy＝F1y＋F2y＋F3y＋…＝0 预习自测 判断正误： （1）物体的速度为零即处于平衡状态；( ) （2）物体处于平衡状态时，其加速度一定为零；( ) （3）物体受两个力处于平衡状态，这两个力必定等大反向；( ) （4）物体处于平衡状态时，其所受的作用力必定为共点力；( ) （5）物体受三个力F1、F2、F3作用处于平衡状态，若将F2转动90°，则三个力的合力大小为F2。( ) 重点一　共点力平衡条件的理解 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，a＝，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． 共点力平衡的条件 (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。 例1：如图所示，物体在恒力F作用下处于静止，则下面对物体受力情况的分析正确的是（　　） A．物体a可能受四个力作用 B．物体a一定受三个力作用 C．物体a与墙壁间一定存在弹力 D．物体a与墙壁间一定不存在摩擦力 例2：如图所示，物体受四个在同一水平面上的共点力作用下，保持平衡状态，若保持其它力不变，使力F4绕作用点顺时针方向转过90，则该物体此时受合力的大小为（　　） A． F4 B．2F4 C．F4 D． F4 重点二　共点力平衡条件的应用 1．平衡条件的表达式 (1)F合＝0。 (2) 其中Fx合和Fy合分别是将所受的力进行正交分解后，物体在x轴和y轴方向上所受的合力。 2．常用方法 (1)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。 (2)效果分解法：物体受三个共点力的作用而平衡，将某一个力按力的作用效果分解，则其分力和其他两个力满足平衡条件。 (3)正交分解法：物体受到三个或三个以上力的作用而平衡，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。 (4)力的三角形法：对受三个力作用而平衡的物体，将力平移使三个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。 例1：如图所示，四分之一圆弧体A放在水平面上，圆弧面光滑，实心球B放在圆弧面和光滑竖直墙面之间，A、B处于静止状态，若将A稍微向左移一些，A、B仍保持静止，B球只与圆弧面和竖直墙面接触，则下列说法正确的是（　　） A．A对地面的压力不变 B．A对地面的压力变小 C．地面对A的摩擦力不变 D．地面对A的摩擦力变大 例2：如图所示，倾角为的斜面体固定在水平地面上，质量为的物体在平行于底边、大小为的水平力作用下静止于斜面上。重力加速度大小g取。则该物体受到的摩擦力大小为（    ） A．1N B．3N C． D．2N 重点三　动态平衡问题 1．动态平衡：“动态平衡”是指物体所受的力中有些是变力，是动态力，力的大小和方向均要发生变化，但变化过程中的每