(讲义)第3章 6.共点力作用下物体的平衡-【提分教练】2023-2024学年新教材高中物理必修第一册(教科版2019)

6．共点力作用下物体的平衡 1．知道什么是平衡状态，理解共点力平衡的条件． 2．会利用合成法、分解法、图解法解决平衡及动态平衡问题． 3．会利用正交分解法处理平衡及动态平衡问题． 一、共点力作用下物体的平衡状态 1．平衡状态：物体保持静止或匀速直线运动的状态． 2．举例：光滑水平面上匀速滑动的物块；沿斜面匀速下滑的木箱；天花板上悬挂的吊灯等． 二、共点力作用下物体的平衡条件 1．共点力的平衡条件：合力为零，即F合＝0. 2．共点力平衡条件的另一种表达式 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． 1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)某时刻物体的速度为零时，物体一定处于平衡状态． (×) (2)物体只有在不受力作用时才能保持平衡状态． (×) (3)所受合力保持不变的物体处于平衡状态． (×) (4)物体处于平衡状态时加速度一定为零． (√) (5)物体处于平衡状态时任意方向的合力均为零． (√) 2．若一个物体处于平衡状态，则此物体一定是(　　) A．静止的　　 B．匀速直线运动 C．速度为零 D．所受合力为零 D　[平衡状态是指物体处于静止或做匀速直线运动的状态，A、B、C错误；处于平衡状态时物体所受的合力为零，D正确．] 3．(多选)下面关于共点力的平衡与平衡条件的说法正确的是(　　) A．如果物体的运动速度为零，则必处于平衡状态 B．如果物体的运动速度大小不变，则必处于平衡状态 C．如果物体处于平衡状态，则物体沿任意方向的合力都必为零 D．如果物体受到三个共点力的作用而处于平衡状态，则任意两个力的合力与第三个力大小相等、方向相反 CD　[物体运动速度为零时不一定处于平衡状态，A错误；物体运动速度大小不变、方向变化时，不是做匀速直线运动，一定不是处于平衡状态，B错误；物体处于平衡状态时，合力为零，物体沿任意方向的合力都必为零，C正确；任意两个共点力的合力与第三个力等大反向、合力为零，物体处于平衡状态，D正确．] 甲　　　乙　　　丙　　　丁 甲：静止在斜面上 乙：物体沿斜面匀速下滑 丙：到达光滑斜面的最高点 丁：物体与斜面一直向左加速运动． 哪些是平衡状态？ 提示：甲、乙是平衡状态． 考点1　共点力作用下物体的平衡状态 1．从运动学的角度理解 平衡状态的物体处于静止或匀速直线运动状态，此种状态其加速度为零．即处于平衡状态的物体加速度为零，反过来加速度为零的物体一定处于平衡状态． 2．从动力学的角度理解 处于平衡状态的物体所受的合外力为零，反过来物体受到的合外力为零，它一定处于平衡状态． 3．静态平衡与动态平衡 (1)静态平衡是处于静止状态的平衡，合力为零． (2)动态平衡是匀速直线运动状态的平衡，合力为零． 【典例1】　物体在共点力作用下，下列说法中正确的是(　　) A．物体的速度在某一时刻等于零时，物体一定处于平衡状态 B．物体相对于另一物体保持静止时，物体一定处于平衡状态 C．物体所受合力为零时，物体一定处于平衡状态 D．物体做匀加速运动时，物体一定处于平衡状态 思路点拨：①平衡状态指合力为零的状态，与速度无关． ②对应运动状态为静止或匀速直线运动． C　[物体在某时刻的速度为零，所受合力不一定为零，故不一定处于平衡状态，A错误；物体相对于另一物体静止，则说明该物体与另一物体具有相同的速度和加速度，也不一定处于平衡状态，B错误；物体做匀加速运动时，加速度不为零，一定不是平衡状态，D错误；只有C满足平衡条件，C正确．] “静止”与“v＝0”的区别 (1)物体保持静止状态：说明v＝0，a＝0，物体受合外力为零，物体处于平衡状态． (2)物体运动速度v＝0则有两种可能： ①v＝0，a≠0，物体受合外力不等于零，物体并不保持静止，处于非平衡状态，如上抛到最高点的物体； ②v＝0，a＝0，这种情况与(1)中的静止状态一致． 1．关于平衡状态，下列说法正确的是(　　) A．做自由落体运动的物体，在最高点时处于平衡状态 B．木块放在斜面体的斜面上，随斜面体一起向右匀速运动，木块处于平衡状态 C．木块放在斜面体的斜面上，随斜面体一起向右匀加速运动，木块处于平衡状态 D．静止在匀加速运动的列车内的水平桌面上的杯子，处于平衡状态 B　[做自由落体运动的物体在最高点时，速度虽为零，但所受合力不为零，不是平衡状态，A错误；木块与斜面体相对静止，若整体做匀速直线运动，则木块处于平衡状态，若整体做匀加速直线运动，则木块也具有加速度，不是处于平衡状态，B正确，C错误；列车、桌子与杯子整体做匀加速运动，杯子也具有加速度，不是处于平衡状态，D错误．] 考点2　共点力作用下物体的平衡条件 1．对共点力作用下物体平衡条件的理解 (1)两种表达式： ①F合＝0； ②，其中Fx合和Fy合