第7讲 受力分析 共点力的平衡- 《知识提炼 能力训练》2023-2024学年高一物理必修第一册同步讲解

第七讲 受力分析--共点力的平衡 一．知识导航 考点1、正交分解法 按力的作用效果分解力的解题步骤 （1）分析力的作用效果 （2）据力的作用效果定分力的方向 （3）用平行四边形定则定分力的大小 （4）据数学知识求分力的大小和方向 按实际效果分解实例 力的正交分解法 1）原理：把一个已知力沿着两个互相垂直的方向进行分解。 2）步骤： (1)建立xoy直角坐标系 （2）将不在坐标轴上的力分解到坐标轴上； （3）分别求出X轴、y轴上个分力矢量和，即 Fx = Fx1 +Fx2+ Fx3+…… Fy = Fy1+Fy2+ Fy3+…… （4）求共点力的合力： 合力大小 合力方向与x轴的夹角为θ 考点2、共点力平衡的条件 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。 桌上的书、屋顶的灯、随传送带匀速运送的物体、沿直线公路匀速前进的汽车，都处于平衡状态。 想一想 受共点力作用的物体，在什么条件下才能保 持平衡呢？ 作用在同一物体上的两个力，如果大小相等、方向相 反，并且在同一条直线上，这两个力平衡吗？ 二力平衡时，物 体所受的合力为0。 很多情况下物体受到三个力的作用而平衡 据平行四边形定则作出其中任意两个力的合力来代替这两个力，从而把三力平衡转化为二力平衡 三力平衡条件: 任意两个力的合力与第三个力等大、反向、共线。 也就是三力的合力为0。 如果物体受到多个共点力作用，我们可以逐步通过力 的合成，最终等效为两个力的作用。如果这两个力的合力 为0，则意味着所有力的合力等于0，物体将处于平衡状 态。 在共点力作用下物体平衡的条件是合力为0 求解共点力平衡问题的基本方法： (1)三力平衡问题：分析受力；逆向作图；数学方法（解三角形、图解法）。 (2)多力平衡问题：受力分析；正交分解；规范列式；数学方法（解方程组、公式法）。 注意：三角函数等相关数学知识！ 2． 典例剖析 例1.下列几种情况下物体的运动状态属于平衡状态的是( ) A竖直向上抛出,当它上升到最高点速度为零的时刻 B静止在加速上升的升降机底板上的物体 C静止在匀速上升的升降机底板上的物体 D以不变的速率沿着圆周运动的物体 例2、关于平衡状态，下列说法中正确的是 （　　） A. 当物体速度等于零时，物体处于平衡状态 B. 运动的物体一定不是处于平衡状态 C. 若物体的运动状态保持不变，则物体处于平衡状态 D.当物体处于平衡状态时，一定不受外力作用 例3一个静止在斜面上的物体，所受各力大小的关系，下列说法不正确的是 （　　） A. 重力、弹力的合力与摩擦力的大小相等，方向相反 B. 重力沿斜面的分力的大小等于摩擦力的大小 C. 重力、弹力的合力是摩擦力的平衡力 D.重力垂直斜面的分力是斜面所受的正压力 例4、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（ ）F f A. 可能向上偏右 B. 可能向上偏左 C. 一定向上 D. 无法确定 例5．一个人用竖直向上的拉力去拉一个置于水平面上的物体，但没有拉动，这时（ ） A．人的拉力一定小于物体的重力 B．人的拉力有可能等于物体的重力大小 C．水平面对物体一定有竖直向上的弹力 D．水平面对物体可能没有作用力 例6．一个物体受到三个共点力的作用，在下列给出的几组力中，能使物体处于平衡状态的是（ ） A．F 1＝3N，F 2＝4N，F 3＝8N B．F 1＝3N，F 2＝2N，F 3＝1N C．F 1＝5N，F 2＝5N，F 3＝5N D．F 1＝5N，F 2＝6N，F 3＝15N 例7．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( )F1 F2 F3 F4 A．F4 B．F4 C．2F4 D．F4 例8．如图1所示，木块静止在倾角为θ的斜面上，那么木块对斜面的作用力的方向（ ） A．沿斜面向下 B．沿斜面向上 图1 C．垂直斜面向下 D．竖直向下 例9．如图2所示，一只箱子放在水平地面上，两个小孩游戏时分别用相反方向的水平力F1、、F2、推箱子，F1＝10N、F2＝2N，但没有推动，箱子仍保持静止。如果左侧的小孩松手。此后，箱子受到的合力为：（ ）图2 A．10 N，方向向左　　　　 　 B．1 N，方向向右 C．2 N，方向向左　　　　　　 D．零 例10.如图所示,A、B的重力分别为3N和4N。弹簧的质量不计系统沿竖直方向处于静止状态，这时弹簧作用于A、