第5讲 共点力平衡-【回归课本】2025年高中物理基础知识训练

回归课本 第五讲： 共点力平衡 高中物理 >答案链接P09 共点力 如果一个物体受到两个或更多个力的作用，这些力共同作用在① 上，或者虽不作用在同 一点上，但是它们的延长线交于② ,这样一组力叫作共点力，如图所示。 甲 共点力的平衡条件 平衡状态：物体受到几个力作用时，保持① 或② 的状态 平衡条件：③ ,F合=0，F合=0 共点力 二力平衡：如果物体在两个共点力的作用下处于平衡状态，这两个力必定大 平衡 小④ ,方向⑤ 三力平衡：如果物体在三个共点力的作用下处于平衡状态，其中任何一个力 推论 与其余两个力的合力大小⑥ ,方向⑦) :并且这三个力可以 形成一个封闭的矢量⑧ 多力平衡：如果物体在多个共点力的作用下处于平衡状态，其中任何一个力 与其余几个力的合力大小相等，方向相反 自共点力平衡问题的分类与解题思路 1.分类：共点力平衡问题分为静态平衡和动态平衡。 2.处理平衡问题的基本思路 确定平衡状态（加速度为零）→选取研究对象（整体法或隔离法）→受力分析→建立平衡方程→ 求解。 3.动态平衡问题处理方法 解决动态平衡问题的一般思路是把“动”化为“静”，“静”中求“动”。动态平衡问题一般是三力平 衡，且包含重力，即有一个力是不变的，分析过程与处理方法如下： 4032 个力为何力，一个力方向不变 图解法矢量一角形法) 受力分析，判断 个力为恒力，另外两个力方 向均变化.什两力夹角不变 正弦定理（矢圆法） 变力的变化待征 相 个力为恒力，另外两个力方 向均变化。两力夹角也变化 相似角形法 4.整体法与隔离法在平衡问题中的应用 原则：只涉及系统外力不涉及系统内部物体之间的相互作用力 整体法 条件：系统内的物体具有相同的运动状态 整体隔离法 优、缺点：用整体法解题一般比较简单，但用整体法不能求内力 原则：分析系统内某个物体的受力情况 隔离法 优、缺点：系统内物体受到的内力、外力均能求，但解题过程相对繁琐 快提升· 练典例 >>答案链接P09 考点一 共点力平衡 典例1如图所示，光滑斜面上有一个重力为100N的小球被轻绳拴住悬挂在天 花板上，已知轻绳与竖直方向的夹角为45°，斜面倾角为37°，整个装置处于静止 状态。求轻绳对小球的拉力大小和斜面对小球的支持力大小。表明金力为零 37 变式颗 如图是可用来制作豆腐的石磨。木柄AB静止时，连接AB的轻绳处于 绷紧状态。O点是三根轻绳的结点，F、F,和F2分别表示三根轻绳的拉力大小， F,=F2且∠AOB=60°。下列关系式正确的是 A.F=F B.F=2F C.F=3F D.F=√3F 考点二力的动态平衡 典例2用一根轻绳把一质量为0.5kg的小球悬挂在0点，用力F拉小球使悬线 偏离竖直方向30°角，小球处于静止状态，力F与竖直方向的夹角为9，如图所示， 30 若使力F取最小值，则0等于 ,此时轻绳的拉力为 N。(g取 10m/s2) 【点拔】求极值问题与动态平衡解题方法相同，一力不变，一力方向不变，利用失量三角形法求解。 033,第五讲 共点力平衡 图所示。重力是恒力，F,的方向不变，改变F的方向， 【研课本·划重点】 可以看出当F与F,垂直时，F有最小值，此时=60 答案及解析 一、①同一点②一点 轻绳的拉力，mgms30P:子5N 二、①静止②匀速直线运动③合力为零④相等 ⑤相反⑥相等⑦相反⑧三角形 变式题B【解析】小球受力如图甲所示，因挡板缓慢 【快提升·练典例】 移动，所以小球处于动态平衡状态，在移动过程中，重 力G、斜面对小球的支持力F:、挡板对小球的弹力F组 典例1305N50y 7 7 合成一矢量三角形，变化情况如图乙所示，重力大小 【解析】选自U版必修第 方向均不变，斜面对小球的支持力方向始终不变，由图 459 一册P80·B组第1题。 乙可知竖直挡板由竖直位置缓慢绕O点转至水平位置 小球受力分析如图所示，将 的过程中斜面对小球的支持力F不断减小，挡板对小 拉力F,和支持力F、正交 378 球的弹力F先减小后增大，由牛顿第三定律知B正确。 分解，则 G 水平方向上有F,sin45°=Fsin37°， 竖直方向上有F,cos45°+F、cos37°=G, 代入数据标得，四2X,9。 G 变式题D【解析】以O点为研究对象，受力分析如图 甲 乙 所示， 典例3AD【解析】解法一：设重物的质量为m,以重 物为研究对象进行受力分析，受到重力mg、OM绳上的 张力F,MW绳上的张力F,由题意知，三个力的合力 0 始终为零，矢量三角形如图所示 由几何关系及平衡条件可知9=30°， 由平衡条件可得F,sin30°=F,sin30°， 又F,cos30°+F,c0s30°=F, 联立可得F=√3F,故D正确。 mg 【点评】本题以制作豆腐的石磨为素材，创设了确定 力的大小关系的平衡问题情境。该题在关键能力上 在F2转至水平的过程中，MN上的张力F,逐渐增大， 主要考查理解能力和应用数学解决物理问题的能力 OM上的张力F,先增大后域小，故选A、D 解法二：将重物的重力G沿两绳方向分解为Fm,F 典例260° 5 画出分解的动态图如图所示。 【解析】改编自版必修第一册 P81第5题。 30 由题意可知小球始终静止，所受合 外力为零。小球受到重力G,轻绳 G-. -2 的拉力F,及拉力F的作用，这三个力的合力为零，如 09