第五天 共点力平衡-【寒假自学课】2024年高一物理寒假提升学与练（人教版2019）

第五天 共点力平衡 1、分析物体受到几个力的作用； 2、平衡状态的定义和条件； 3、平衡状态的求解方法； 4、动态分析； 5、平衡问题中的几种常见的临界与极值。 常考考点 真题举例 正交分解法解共点力平衡 2023·广东·高考真题 正交分解法解共点力平衡 2022·广东·高考真题 正交分解法解共点力平衡 2023·河北·高考真题 弹簧长度与劲度系数的关系 利用平衡推论求力 2023·山东·高考真题 直接合成法解决三力平衡问题 2023·浙江·高考真题 知识点1：受力分析 1、定义 把研究对象在特定的物理环境中所受到的所有外力找出来，并画出受力示意图。 2、分析依据 ①条件依据：不同性质的力产生条件不同，进行受力分析时最基本的判据是根据其产生条件。 ②效果依据：有时候是否满足某力产生的条件是很难判定的，可先根据物体的运动状态进行分析，再运用平衡条件或牛顿运动定律判定未知力，也可应用“假设法”。 ③特征依据：在有些受力情况较为复杂的情况下，我们根据力产生的条件及其作用效果仍不能判定该力是否存在时，可从力的作用是相互的这个基本特征出发，通过判定其反作用力是否存在来判定该力。 3、受力分析的方法 ①明确研究对象（可以是一个点、一个物体或一个系统等）。 ②力分析的顺序：先找场力（重力、电场力、磁场力）；再找接触力（弹力、摩擦力等）；最后是其它力。 ③画受力示意图，题目给出的物理条件（如光滑——不计摩擦；轻物——重力不计；运动时空气阻力忽略等），防止多力和漏力。 ④只分析根据性质命名的力（如重力、弹力、摩擦力等），不分析按效果命名的力（如下滑力、动力、阻力等）。 4、整体法和隔离法 方法 整体法 隔离法 定义 将相互关联的各个物体看成一个整体的方法。 将某物体从周围物体中隔离出来，单独分析该物体的方法。 选用原则 研究系统外的物体对系统整体的作用力或者系统整体的加速度 研究系统内部各物体之间的相互作用力 注意 受力分析时不考虑系统内各物体之间的相互作用力。 一般情况下先隔离受力较少的物体。 说明：当分析相互作用的两个或两个以上物体整体的受力情况及分析外力对系统的作用时，宜用整体法；而在分析系统内各物体（或一个物体各部分）间的相互作用时，宜用隔离法。 知识点2：共点力平衡 1、共点力 物体同时受到多个力的作用，如果这几个力都作用在物体的同一点或者它们的作用线交于同一点，这几个力叫共点力。能简化成质点的物体受到的力可视为共点力。 2、平衡状态 平衡状态：物体保持静止或匀速运动状态（或有固定转轴的物体匀速转动）。说明：这里的静止需要二个条件：①物体受到的合外力为零；②物体的速度为零，仅速度为零时物体不一定处于静止状态。 3、共点力平衡 共点力的平衡：如果物体受到共点力的作用，且处于平衡状态，就叫做共点力的平衡。F合=0（或者Fx=0；Fy=0），a=0（而不是v=0）。 多力平衡：如果物体受多个力作用处于平衡，其中任何一个力与其余力的合力大小相等，方向相反。 静态平衡 v=0，a=0；静止与速度v＝0不是一回事。物体保持静止状态，说明v＝0，a＝0，两者同时成立。若仅是v＝0，a≠0，如自由下落开始时刻的物体，并非处于平衡状态。 动态平衡 v≠0，a=0。瞬时速度为0时，不一定处于平衡状态，如竖直上抛最高点。只有能保持静止状态而加速度也为零才能认为平衡状态。物理学中的“缓慢移动”一般可理解为动态平衡。 动态平衡：通过控制某些物理量，使物体的状态发生缓慢地变化，物体在这一变化过程中始终处于一系列的平衡状态中，这种平衡称为动态平衡。 动态平衡的基本思路：化“动”为“静”，“静”中求“动”。 4、静态平衡分析方法 方法 内容 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。 分解法 物体受三个共点力的作用而平衡，将某一个力按力的效果分解，则其分力和其他两个力满足平衡条件。 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。 力的三角形法 对受三个力作用而平衡的物体，将力的矢量图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。 5、动态平衡分析方法 解析法 如果物体受到多个力的作用，可进行正交分解，利用解析法，建立平衡方程，找函数关系，根据自变量的变化确定因变量的变化。还可由数学知识求极值或者根据物理临界条件求极值。 图解法 一个力恒定、另一个力的方向恒定时可用此法．由三角形中边长的变化知力的大小的变化，还可判断出极值。 相似三角形法 一个力恒定、另外两个力的方向同时变化，当所作“力的矢量三角形”