知识讲解 受力分析、物体的平衡――学生版.doc

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1、受力分析、物体的平衡（学生用）【学习目标】1．知道什么是共点力作用下物体的平衡；理解共点力作用下物体平衡的条件，并能用来解决平衡问题；2．能熟练应用共点力作用下物体平衡的条件分析物体的受力情况；能熟练应用整体法和隔离法解决平衡问题；3．能结合受力分析，运用力的合成与分解、正交分解、矢量三角形和物体的平衡条件等解决与实际相结合的力学平衡问题。【考点梳理】考点一：物体的受力分析把指定物体（研究对象）在特定的物理情景中所受到的所有外力找出来，并画出受力图，这就是受力分析。（一）对物体进行受力分析，通常可按以下方法和步骤进行：1．明确研究对象在进行

2、受力分析时，研究对象可以是某一个物体,某一个结点，也可以是保持相对静止的若干个物体（灵活选择整体法和隔离法）。研究对象确定以后，只分析研究对象以外的物体施予研究对象的力(即研究对象所受的外力)，而不分析研究对象施予外界的力。将某物体从周围物体中隔离出来，单独分析该物体所受到的各个力，称为隔离法。把相互连结的几个物体视为一个整体（系统），从而分析整体外的物体对整体中各个物体的作用力（外力），称为整体法。整体法的运用原则是先避开次要矛盾（未知的内力）突出主要矛盾（要研究的外力）这样一种辨证的思想。2．按顺序完整的找出各个力先已知力和场力(重力、

3、电场力、磁场力)，后接触力；接触力中必须先弹力后摩擦力(只有在有弹力的接触面之间才可能有摩擦力)。这是一种从简单到复杂循序渐进的方法。3．只画性质力,不画效果力，否则将出现重复。4．需要合成或分解时,必须画出相应的平行四边形(或三角形)。在解同一个问题时,分析了合力就不能再分析分力；分析了分力就不能再分析合力,千万不可重复。　　考点二：共点力作用下物体的平衡1．平衡状态一个物体在力的作用下保持静止或匀速直线运动状态，就说这个物体处于平衡状态。如光滑水平面上做匀速直线滑动的物块、沿斜面匀速直线下滑的木箱、天花板上悬挂的吊灯等，这些物体都处于平

4、衡状态。2．共点力的平衡条件在共点力作用下物体的平衡条件是合力为零，即F合=0。3．平衡条件的推论（1）如果物体在两个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）如果物体在三个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）如果物体受多个力作用而处于平衡状态，其中任何一个力与其他力的合力大小相等、方向相反。（4）当物体处于平衡状态时，沿任意方向物体所受合力均为零。（5）三力汇交原理：如果一个物体受到三个非平行力作用而平衡，这三个力的作用线必定在同一平面内，而且必为共点力。4

5、．解答平衡问题时常用的数学方法解决共点力的平衡问题有力的合成分解法、矢量三角形法、正交分解法、相似三角形法等多种方法，要根据题目具体的条件，选用合适的方法。（1）菱形转化为直角三角形如果两分力大小相等，则以这两分力为邻边所作的平行四边形是一个菱形，而菱形的两条对角线相互垂直，可将菱形分成四个相同的直角三角形，于是菱形转化成直角三角形。（2）相似三角形法如果在对力利用平行四边形定则（或三角形定则）运算的过程中，力三角形与几何三角形相似，则可根据相似三角形对应边成比例等性质求解。（3）正交分解法共点力作用下物体的平衡条件（F合=0）是矢量方程，

6、求合力需要应用平行四边形定则，比较麻烦；通常用正交分解法把矢量运算转化为标量运算。正交分解法解决平衡问题的基本思路是：①选取研究对象：处于平衡状态的物体；②对研究对象进行受力分析，画受力图；③建立直角坐标系；④根据和列方程；⑤解方程，求出结果，必要时还应进行讨论。5．图解法分析动态平衡问题所谓动态平衡问题是指通过控制某些物理量，使物体的状态发生缓慢变化，而在这个过程中物体又始终处于一系列的平衡状态，利用图解法解决此类问题的基本方法是：对研究对象在状态变化过程中的若干状态进行受力分析，依据某一参量的变化，在同一图中做出物体在若干状态下的平衡力

7、图（力的平行四边形简化为三角形），再由动态的力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。6．临界状态处理方法—假设法某种物理现象变化为另一种物理现象的转折状态叫做临界状态，平衡物体的临界状态是指物体所处的平衡状态将要破坏、而尚未破坏的状态。解答平衡物体的临界问题时可用假设法。运用假设法解题的基本步骤是：（1）明确研究对象；（2）画受力图；（3）假设可发生的临界现象；（4）列出满足所发生的临界现象的平衡方程求解。【典型例题】类型一：如何进行受力分析【例1】如图所示，两个等大、反向的水平力F分别作用在物体A和B上，A、B两物体均

8、处于静止状态．若各接触面与水平地面平行，则A、B两物体各受几个力(　　)A．3个、4个　B．4个、4个C．4个、5个.D．4个、6个【变式1．1】(2018·合肥一模)在竖直放置