高考总复习共点力作用下物体的平衡

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1、(对应学生用书P28)一、共点力的平衡共点力力的作用点在物体上的同一点或力的延长线交于一点的几个力叫做共点力．能简化成质点的物体受到的力可以视为共点力平衡状态物体处于静止状态或匀速直线运动状态，叫做平衡状态．(该状态下物体的加速度为零)平衡条件物体受到的合外力为零，即F合＝0或问题探究　物体的速度为零，这和物体处于静止状态是一回事吗？为什么？[提示]物体处于静止状态，不但速度为零，而且加速度(或合外力)为零．有时，物体速度为零，但加速度不一定为零．如竖直上抛的物体到达最高点时；摆球摆到最高点时，加速度都不为零，都不属于平衡状态．因此

2、，物体的速度为零与静止状态不是一回事．二、平衡条件的推论1．二力平衡如果物体在两个共点力的作用下处于平衡状态，这两个力必定大小相等，方向相反，为一对平衡力．2．三力平衡如果物体在三个共点力的作用下处于平衡状态，其中任意两个力的合力一定与第三个力大小相等、方向相反．3．多力平衡如果物体受多个力作用处于平衡状态，其中任何一个力与其余力的合力大小相等，方向相反．在进行一些平衡类问题的定性分析时，采用共点力平衡的相关推论，可以使问题简化．(对应学生用书P28)要点处理共点力平衡问题的常用方法方法内容分解法物体受到几个力的作用，将某一个力按力

3、的实际效果进行分解，则其分力和其他力在所分解的方向上满足平衡条件．合成法物体受几个力的作用，通过合成的方法将它们简化成两个力，这两个力满足二力平衡条件．方法内容正交分解法将处于平衡状态的物体所受的力分解为相互正交的两组，每一组的力都满足二力平衡条件．力的三角形法物体受同一平面内三个互不平行的力的作用平衡时，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．图解法对研究对象在状态变化过程中的若干状

4、态进行受力分析，依据某一参量的变化，在同一图中作出物体在若干状态下力的平衡图(力的平行四边形)，再由动态力的平行四边形各边长度变化及角度变化确定力的大小及方向的变化情况.(1)利用图解法应注意三点：①前提是合力不变，一个分力的方向不变；②正确判断某一个分力的大小和方向变化及其引起的另一分力的变化；③注意某一分力方向变化的空间．(2)当多个物体组成的系统处于平衡状态时，系统内的任何一个物体均处于平衡状态，此时可以对系统列平衡方程，也可以对系统内的任何一个物体列平衡方程，并且在任意一个方向上的合力均为零．(2011·南昌基础测试)如图所

5、示是滑水板运动的示意图．运动员在快艇的水平牵引下，脚踏倾斜滑板在水上匀速滑行．已知运动员与滑板总质量为m＝60kg，不计滑板与水之间的摩擦，当滑板与水平面夹角θ＝30°时，求快艇对运动员的牵引力F和水对滑板的支持力FN的大小．(g取10m/s2)(可用合成法、分解法，正交分解法等求解)(对应学生用书P28)题型一平衡问题中的整体法和隔离法整体法和隔离法是我们在受力分析时常用的两种基本方法．解决物体的平衡问题时，应先对物体进行受力分析，当分析相互作用的两个或两个以上物体的受力情况及分析外力对系统的作用时，或者当系统内各物体具有相同大小

6、的加速度或相同的运动状态且不需要考虑系统内物体间的相互作用力时，宜用整体法；而在分析系统内各物体(或一个物体各部分)间的相互作用时或者当系统内各部分的加速度大小、运动状态不同时常用隔离法，运用隔离法选择研究对象分析物体受力时，应按照由易到难的原则．整体法和隔离法不是独立的，对一些较复杂问题，通常需要多次选取研究对象，交替使用整体法和隔离法．例1如图所示，小球被轻质细绳系住斜吊着放在静止的光滑斜面上，设小球质量m＝0.5kg，斜面倾角α＝30°，悬线与竖直方向夹角θ＝30°，光滑斜面的质量M为3kg，置于粗糙水平面上．整个装置处于静止

7、状态．(g取10m/s2)求：(1)悬线对小球拉力的大小；(2)地面对斜面的摩擦力的大小和方向．[思路诱导]小球受到几个力的作用？利用正交分解法处理小球的平衡问题．由于斜面和小球都处于平衡状态，求解地面对斜面的摩擦力时，选取哪个物体为研究对象思路更简捷？[答案](1)2.9N(2)1.4N，方向水平向左共点力作用下物体平衡的一般解题思路如图所示，质量为M的直角三棱柱A放在水平地面上，三棱柱的斜面是光滑的，且斜面倾角为θ.质量为m的光滑球放在三棱柱和光滑竖直墙壁之间，A和B都处于静止状态，求地面对三棱柱的支持力和摩擦力各为多少？[解析

8、]选取A和B整体为研究对象，它受到重力(M＋m)g，地面支持力FN，墙壁的弹力F和地面的摩擦力Ff的作用如图所示，处于平衡状态．根据平衡条件有：FN－(M＋m)g＝0，F＝Ff可得FN＝(M＋m)g再以B为研究对象，它受到重力mg、三