第三章 第六节 共点力的平衡条件及其应用-【金版新学案】2023-2024学年新教材高一物理必修第一册同步课堂高效讲义教师用书（粤教版）

第六节　共点力的平衡条件及其应用

【核心素养目标】

知识点一　共点力的平衡和平衡条件

如图所示，婀娜多姿的平衡鸟保持静止不动，该鸟受到几个力的作用？鸟能处于平衡状态的条件是什么？

提示：两个力　所受合力为零

1．共点力的平衡

(1)共点力：如果几个力作用在物体的同一点上，或者几个力的作用线相交于同一点，这几个力就称为共点力。

(2)平衡状态：物体处于静止或者保持匀速直线运动的状态叫作平衡状态。

(3)共点力的平衡：物体如果受到共点力的作用且处于平衡状态，就叫作共点力的平衡。

(4)共点力的平衡条件：为了使物体保持平衡状态，作用在物体上的力所必须满足的条件。

2．共点力的平衡条件的理解

(1)二力平衡：物体在两个共点力的作用下处于平衡状态，其平衡条件是这两个力的大小相等、方向相反，作用在同一直线上。

(2)多力平衡：物体受多个共点力的作用而处于平衡状态时，其平衡条件是所受合力为零。学生用书↓第88页

1．(2022·贵州独山高一期末)在军事训练中重量为G的军人用双手握住竖直的杆匀速攀升和匀速下滑时，他所受到的摩擦力分别为f1和f2，那么它们的关系正确的是(　　)

A．f1向上，f1＝G；f2向上，f2＝G

B．f1向下，f1>G；f2向上，f2＝G

C．f1向下，f1>G；f2向下，f2<G

D．f1向上，f1＝G；f2向下，f2<G

A　[攀上、下滑时，手对竿有相对向下运动的趋势或相对向下运动，所以都受到向上的摩擦力。由于匀速攀上和匀速下滑均处于平衡状态，所以摩擦力大小等于重力大小。故选A。]

2. (2022·重庆一中高一期中)如图所示，上网课时小明把手机放在斜面上，手机处于静止状态。则斜面对手机的(　　)

A．支持力竖直向上

B．支持力大于手机所受的重力

C．摩擦力沿斜面向上

D．摩擦力大于手机重力沿斜面向下的分力

C　[设手机的质量为m，斜面倾角为θ。对手机进行受力分析，如图所示

由图结合共点力平衡的特点可知，支持力方向垂直斜面向上，小于手机所受的重力，A、B错误；由图可知，手机受到的摩擦力方向沿斜面向上，根据平衡条件有f＝mgsin θ，静摩擦力等于手机重力沿斜面向下的分力，C正确，D错误。]

3. (2022·成都外国语学校高一期中)如图所示，吸附在黑板上质量为m的磁性黑板擦，在竖直平面内受重力、拉力和摩擦力(图中未画出摩擦力)的共同作用做匀速直线运动。若拉力大小是重力大小的2倍，方向水平向右，重力加速度为g，则该黑板擦所受摩擦力(　　)

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

A．大小等于mg B．大小等于mg

C．方向竖直向上 D．方向水平向左

A　[根据平衡条件得f＝，根据题意知F＝2mg，解得f＝mg，摩擦力的方向为斜向左上方，故选A。]

1．共点力的平衡条件

F合＝0或

其中Fx和Fy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．由平衡条件得出的三个结论

知识点二　三力平衡问题

处理三力平衡的方法

用绳子将鸟笼挂在一根横梁上，如图所示。若鸟笼重19.6 N，求绳子OA和OB对结点O的拉力大小。

解析：方法一：合成法