高一物理同步辅导（20讲）（第13讲）

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1、高一物理同步辅导教材（第13讲）本讲内容：第四章第四章    物体的平衡一、共点力作用下物体的平衡及应用学习指导：这两节课文的学习要点有以下几条：1、弄清共点力和平衡状态这两个概念。（1）共点力，是指有共同作用点的力，如图1（a）中的mg、N、f(物体看作质点)；或者是力的作用线延长交于一点的力，如图1（b）的mg、T1、T2。（2）在力学中，平衡状态指物体的加速度为零的状态，包括静止和匀速直线运动。2、知道共点力作用下物体平衡的条件这个条件就是“合外力为零”，用数学式表述就是F合=0（也写成F=0）在不同情况中，又可将其具体化如下：（1）物体只受两力

2、作用时，这两力大小相等，方向相反，力的作用线在同一直线上。（2）物体受三个力作用时，任意两个力的合力一定与第3个力等量反向。（3）物体受多个力作用时，任意（n-1）个力的合力一定与第n个力等量反向。3、学会处理物体平衡问题的方法一般解题思路和方法如下：（1）首先确定研究对象（可以是物体，也可以是一个受力点），将它从结构中“隔离”出来。（2）分析周边物体对研究对象所施加的作用力，将研究对象所受全部外力弄清楚，用力的图示法表达出来。（3）根据平衡条件列出解题方程，也就是找出各个力之间的数量关系。常用的列方程方法有：①正弦定理法（拉密原理法）。主要用于三力平

3、衡且已知各力间夹角的情况，从力与角度间的关系列出有关力之间的数量关系。如在图2中，若三力F1，F2，F3平衡，则有。②相似三角形法，也主要用于三力平衡。先根据与第三力（常是已知力）等量反向的原则，画出两力的合力，再由平行四边形定则画出两力。然后找与力的三角形相似的结构三角形，由对应边成比例列出有关力的数量关系。通常在已知模型结构的长度尺寸时使用。③坐标法。在多个共点力平衡时用比较优越，先建立xoy坐标，使尽可能多的力处在坐标轴上，不在坐标轴的力则正交分解到坐标轴上，于是平衡条件F=0可写为Fx=0（表示x方向合力为零）；Fy=0（表示y方向合力为零），

4、以此建立方程。（4）在较复杂的问题中，根据平衡条件列出的方程数若仍少于未知数个数时，常意味着尚需选取研究对象再建方程。倘若方程还不够，请注意最后一个关键方程常隐含在题给的几何条件中。4、在中学的问题中，两个理想模型是常见的：（1）理想绳，绳上拉力处处相等，拉力沿着绳子方向。（2）理想二力杆。指不计质量且只在两端受力的直杆。二力杆对它物的力以及杆受它物的力总沿着杆子的方向。典型例题讲评：[例1]有一个固定的倾角为30°的斜面，重直于斜面另外固定一块挡板p，在斜面和挡板之间放一个重量为G的圆球（图3），若所有接触面都光滑，求档板和斜面受到的压力的大小。（思

5、路）1、问的是档板和斜面受的力，是否选挡板和斜面为研究对象？应选什么为研究对象？（注意应用牛顿第三定律）2、在本题中，球所受各力之间的夹角能否知道？各为多少？3、已知各力所对应的角及重力G，选用什么数学方法可较快得到解答？[例2]图4中AC和BC是两条很轻的直杆，在A和B处用光滑的铰链固定于竖直墙上，两杆在C处也由铰链连接，现于C处挂上重10N的灯具，若AC长0.9m，BC长1.2m，AB长0.6m，求AC杆和BC杆受到的力。（思路）1、与上例相同，可先求AC、BC杆施出的力。取灯还是取C点为研究对象？2、轻质杆又只是杆两端才有力作用，属二力杆，两杆施

6、于C点的力方向如何？3、本题给出的是结构的长度尺寸，选用什么方法求解力较好？如何应用？[例3]如图5所示，在倾角α=37°的斜面上放着质量m=1kg的物块，对它施加一个水平力F=5N时，它恰能沿着斜面匀速下滑，为了使它能匀速沿着斜面上滑，水平力应变成多大？（g=10m/s2）（思路）1、分析滑块在下滑和上滑时的受力情况后，发现受力超过三个，此时选用坐标法处理较好。根据课文P59[例题2]，坐标应如何选取？需要将哪些力正交分解到坐标轴上？2、在本题中，滑块下滑和上滑时所受摩擦力是否一样大？怎样求它们的值？3、对下滑和上滑情况，都按Fx=0和Fy=0布列方

7、程求解水平力。[例4]用细绳AC、BC共同悬挂重物P（图6），开始时，AC、BC与水平线夹角分别为α和β，且β>90°-α，现使BC绳与竖直墙的连结点B沿墙面下移，但C点的位置保持不变（BC绳的长度变小），那么，在连结点B移到过C的水平线位置的过程中，BC绳上的拉力将（）A．逐渐变大B．逐渐变小C．先变大再变小D．先变小再变大（思路）1、按题意，AC绳与水平线夹角α不变，而BC绳与水平线夹角β从大于90°-α起变小到零。2、求出BC绳上拉力与变量β间的函数关系再判断此拉力如何随β角的变化而变化。[例5]如图7，重G的球A放在光滑的竖直墙壁和斜面体B之间

8、，斜面倾角为α，与A接触的表面光滑，与水平面接触处粗糙。球与斜面体处于静止状态，试求地面对斜面