高三物理复习课件 物体的平衡

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1、物体的平衡一.共点力的平衡1.共点力：物体受到的各力的作用线或作用线的延长线能相交于一点的力.2.平衡状态：在共点力的作用下，物体处于静止或匀速直线运动的状态.3.共点力作用下物体的平衡条件：合力为零，即F合＝0说明：这里的静止需要二个条件，一是物体受到的合外力为零，二是物体的速度为零，仅速度为零时物体不一定处于静止状态，如物体做竖直上抛运动达到最高点时刻，物体速度为零，但物体不是处于静止状态，因为物体受到的合外力不为零．(1)物体受两个力的平衡条件：大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。或物体受三个力的平衡条件：三力共点

2、、三力共面、三个力矢量可围成一个封闭的三角形。(3)物体受多个力的平衡条件：(2)若处于平衡状态的物体受三个力作用，则这三个力中的任意两个力的合力一定与另一个力大小相等、方向相反、作用在一条直线上.4.用平衡条件解题的常用方法(1）力的三角形法物体受同一平面内三个互不平行的力作用平衡时，这三个力的矢量箭头首尾相接，构成一个矢量三角形；反之，若三个力矢量箭头首尾相接恰好构成三角形，则这三个力的合力必为零．利用三角形法，根据正弦定理、余弦定理或相似三角形等数学知识可求得未知力．（2）力的合成法物体受三个力作用而平衡时，其中任意两

3、个力的合力必跟第三个力等大反向，可利用力的平行四边形定则，根据正弦定理、余弦定理或相似三角形等数学知识求解．（3）正交分解法将各个力分别分解到X轴上和y轴上，运用两坐标轴上的合力等于零的条件，多用于三个以上共点力作用下的物体的平衡．值得注意的是，对x、y方向选择时，尽可能使落在x、y轴上的力多；被分解的力尽可能是已知力，不宜分解待求力．二.力汇交原理如果一个物体受三个不平行外力的作用而平衡，这三个力的作用线必在同一平面上，而且必有共点力。三、平衡物体的临界与极值问题1.平衡的临界问题由某种物理现象变化为另一种物理现象或由某种

4、物理状态变化为另一种物理状态时，发生转折的状态叫临界状态，临界状态可以理解为“恰好出现”或“恰好不出现”某种现象的状态。平衡物体的临界状态是指物体所处的平衡状态将要发生变化的状态。往往利用“恰好出现”或“恰好不出现”的条件。在问题的描述中常用“刚好”、“刚能”、“恰好”等语言叙述。解决这类问题的基本方法是假设推理法，即先假设某种情况成立，然后再根据平衡条件及有关知识进行论证、求解。2.平衡的极值问题(1)平衡物体的极值，一般指在力的变化过程中的最大值和最小值问题。可分为简单极值问题和条件极值问题。(2)解决这类问题的方法常用

5、解析法，即根据物体的平衡条件列出方程，在解方程时，采用数学知识求极值或者根据物理临界条件求极值。(3)图解法也是常用的一种方法，即根据物体的平衡条件作出力的矢量图，画出平行四边形或者矢量三角形进行动态分析，确定最大值或最小值。㈠单体物体平衡态〖例1〗(1992年全国高考)如图，一木块放在水平桌面上，在水平方向共受到三个力即F1、F2和摩擦力作用，木块处于静止状态，其中F1=10N，F2=2N，若撤去力F1，则木块在水平方向受到的合力为：A.10N，方向向左B.6N，方向向右C.2N，方向向左D.零当木块受三个力作用而静止时，

6、则F1=F2+f,f=8N。由此可知，最大静摩擦力大于8N。至少静摩擦力可以在0和8N之间取值。当撤去F1后，因为F2=2N，它小于8N，所以此时，桌面可以给物体施加一个水平向右、大小为2N的静摩擦力，让物体静止。因此。木块所受的合力仍为零。答案选D例2.（1996年高考上海卷）如图所示，长为5m的细绳的两端分别系于静止在地面上相距为4m的两杆的顶端A、B．绳上挂一个光滑的轻质挂钩，其下连着一个重为12N的物体，平衡时，绳中的张力T＝＿＿＿＿．答案：10N㈡双体平衡例３.(1990年全国高考)如图所示。用轻质细线把两个质量未

7、知的小球悬挂起来，今对于球a持续施加一个向左偏下300的恒力，并对小球b持续施加一个向右偏上300的同样大的恒力，最后达到平衡，则表示平衡状态的图可能是：〖解法1〗以a、b两球及连接a、b球间的绳为一系统，因为施加在a、b两球上的两个恒力F等值反向，所以这两个力的合力为零，而整个系统处于静止状态，由于它们所受的重力是竖直向下的，所以连接悬挂点及球的那段绳也必然是垂直向下的，所以四个图中只有A图正确。〖解法2〗我们也可以用隔离法对a、b小球进行受力分析，也会得到同样的结论，以C图为例，只列出两个小球的水平方程就可以，见图。对a

8、：F1cos30°=T1sinβ+T2sinα对b：F2cos30°=T2sinα因为F1=F2所以T1sinβ=0在力的平衡问题中，用整体法可以省略系统内部的相互作用，简化解题过程。一般在分析外力对系统的作用时，用整体法；在分析系统内各物体(或各部分间)相互作用时，用隔离法；有时解答一个