1、高一物理第四章點力作用下物體平衡高一物理第四章點力作用下物體平衡 第一節(jié)第一節(jié) 第二節(jié)第二節(jié)人教版人教版【同步教育信息同步教育信息】一. 本周教學(xué)內(nèi)容： 第四章 第一節(jié) 第二節(jié)二. 知識要點：了解共點力作用下物體平衡的概念，理解共點力作用下的物體平衡條件，掌握共點力平衡問題的基本思路和方法，學(xué)會應(yīng)用平衡條件對物體進行受力分析。三. 學(xué)習(xí)重點： 1. 平衡狀態(tài)：一個物體在共點力作用下，保持靜止或勻速直線運動狀態(tài)叫平衡狀態(tài)，簡稱平衡態(tài)。 2. 兩種平衡態(tài)同一加速度，靜止或勻速直線運動的加速度均為零。 3. 平衡條件：分量式0合F00yxFF合合 4. 幾種簡單的平衡：（1）二力平衡：作用于一個物體

2、上的二個力，等大，反向共線則平衡。（2）三力平衡：三個共點力平衡則兩個力的合力與第三個力等大，反向，共線。（3）三力平衡條件逆推理：若三力平衡必共點。（4）多個力平衡：一個力必與其余力的合力等大，共線，反向。 5. 應(yīng)用共點力平衡條件解題的一般步驟：（1）根據(jù)題目的要求和計算方便，恰當(dāng)?shù)剡x擇研究對象，要使題目中的已知條件和待求的未知量之間能夠通過這個研究對象的平衡條件聯(lián)系起來。（2）正確分析研究對象的受力情況，畫出受力示意圖。（3）應(yīng)用平衡條件，選擇恰當(dāng)?shù)姆椒ǎ⑵胶夥匠獭＃?）解方程：對結(jié)果進行說明或討論。 6. 解題中注意的問題：（1）靈活選取研究對象。（2）判斷研究對象是否滿足平衡條件

3、。（3）靈活選取解題方法。常用的兩種解法。【典型例題典型例題】例 1 下列物體處于平衡狀態(tài)的是（ ）A. 靜止在粗糙斜面上的物體B. 沿光滑斜面下滑的物體C. 在平直公路上行駛的汽車D. 以恒定速率運行的人造地球衛(wèi)星解：解：物體處于平衡態(tài)兩個特征，運動特征；力學(xué)特征受平衡力。A 中物體加速0a度為零，是平衡態(tài)。B 中物體受兩個力不平衡，不是平衡態(tài)。C 中汽車速度大小是否變化未知。D 中速率不變，速度方向改變不是平衡態(tài)。選 A。例 2 如圖 181 所示某物體受四個力作用，處于靜止?fàn)顟B(tài)。若使的方向沿逆時針轉(zhuǎn)過4F角而保持大小不變，其余三個力大小、方向都不變，則此時物體所受到的合力大小為60（ ）

4、A. B. 0C. D. 421F4F43FF2F1F3F4圖 181解：解：物體受四個力而保持平衡，由平衡條件可知，四個力的合力為零，三321,FFF個力的合力與等大反向共線，旋轉(zhuǎn)，則原已不存在，則其余三力的合力大小為4F4F4F，方向與原反向。旋轉(zhuǎn)后則相當(dāng)于物體受兩個力一個是，另一個是。4F4F4F4F與夾角為，大小相等，大小等于，如圖 182 所示。4F4F120合F4F選 C。-F4600F4F4F合圖 182例 3 如圖 183 所示重為 G 的物體在兩根細繩的懸掛下處于靜止?fàn)顟B(tài)。細繩 AC、BC 與豎直方向的夾角分別為，求細繩 AC、BC 對物體的拉力各多大？30,6021ABC1

5、2圖 183解：解：選懸掛重物為研究對象，受重力 G，AC 繩的拉力，BC 繩的拉力，三個共1T2T點力處于平衡狀態(tài)，如圖 184 所示的合力與重力等大反向，。1T2T1T2T GGGT2130sinsin21GGGT2330coscos22T2T112G圖 184例 4 如圖 185（a）所示斜面體質(zhì)量，斜面傾角為，斜面上有質(zhì)量kgM10 30的重物。在推力 F 作用下沿斜向上勻速滑動。已知推力 F 大小為 30N，方向與斜kgm5面平行。斜面體停于水平面不動，試求地面對斜面體的支持力和摩擦力大小（）。2/10smg FmM(M+m)gFxxFyFNFyf0300（a） （b）圖 185解：

6、解：斜面體與重物的加速度都是零，處于平衡態(tài)，取兩個物體為整體作研究對象，受重力，地面支持力，摩擦力 f，如圖 185（b）所示，F(xiàn) 分力為，。gmM)(NFxFyFx 方向 （1）0fFFxx合y 方向 （2）0)(gmMFFFyNy合 （3） （4）30cosFFx30sinFFy（3）代入（1）得NFf315233030cos（4）代入（2）得NFgmMFN135213015030sin)(地面對斜面體支持力大小為 135N，摩擦力大小為N。315例 5 河岸上人用力拉繩，使船在水面勻速靠岸，若船所受水的阻力不能忽略大小為 f。船在移動中所受浮力將怎樣變化，見圖 186。fF（a）mg0F

7、xfFFyF浮yx（b）圖 186解：解：船受力有重力 mg，水的阻力 f，繩的拉力 F，浮力，F(xiàn) 分解為。浮FyxFF , cos,sinFFFFyxmgFFy浮fFx船移動中 f 不變，所以不變，而減小。xFF 增大 sin/sin/fFFx，當(dāng) F 增大，減小，增大cosFFycos增大，而 減小yFyFmgF浮cotfmgF浮例 6 輕彈簧兩端各連接一個球 A、B，且。兩球用等長輕繩懸于同一點，兩繩BAmm與豎直方向夾角分別為，試證，見圖 187。, BAOmBgBmAgbFACxyllFO（a） （b）圖 187證：證：連球心 AB，取豎直線 b 與 AB 連線相交把 AB 分為 x

8、、y。做 AB 受力情況，對A 球與 F 合力沿懸線方向，B 球受重力及 F 的合力也沿懸線方向，力三角形與gmAgmB幾何三角形相似。（1） （2）xbFgmAybFgmB（1）/（2）式得xygmgmBA在中，（3） 在中，（4）OACbxsinsinOBCbysinsin yxsinsingmgmxyBAsinsin而 BAmm,sinsin即懸重球的懸線與豎直方向夾角小，證畢。【模擬試題模擬試題】1. 關(guān)于平衡狀態(tài)的說法，下列敘述正確的是（ ）A. 處于平衡態(tài)的物體一定是靜止的B. 在升降電梯中站立的人一定處于平衡態(tài)C. 向上拋出的物體在最高點速度為零，這一時刻處于平衡態(tài)D. 勻速下落

9、的降落傘處于平衡態(tài)2. 一個物體受到三個共點力的作用而做勻速直線運動，則這三個力不可能321,FFF的數(shù)值是（ ）A. 5N、9N、13NB. 7N、8N、10NC. 7N、20N、30ND. 5N、5N、5N3. 如圖 188 所示，小球系于繩下端，繩被豎直拉緊，小球與光滑斜面接觸。小球受力情況是（ ）A. 小球只受重力和繩的拉力B. 小球受重力，繩的拉力和斜面的支持力C. 小球只受重力和斜面的支持力D. 小球受重力，斜面的彈性支持力圖 1884. 如圖 189 所示，物塊 M 靜止于傾斜放置的木板上，使傾斜角緩慢增大，在 M 沿木板滑動之前，受力情況是（ ）A. 物塊對木板的壓力逐漸減小B

10、. 物塊所受支持力和摩擦力都減小C. 物塊所受支持力與摩擦力的合力不變D. 物塊所受重力、支持力、摩擦力的合力逐漸變大M圖 1895. 如圖 1810 所示，三根質(zhì)量和形狀都相同的光滑圓柱體 a、b、c，它們的重心位置不同，三個相同的支座上支點 P、Q 在同一水平面上。圓柱體 a 的重心在，位于柱體軸心aO上，圓柱體 b 的重心在位于柱體軸心上方，圓柱體 C 的重心位于柱體軸心下方。三bOcO柱體均處于平衡狀態(tài)，支點 P 對 a 的支持力為，對 b、c 的支持力為、，則（ aNbNcN）A. B. cbaNNNcbaNNNC. D. cbaNNNcbaNNN OaPQaObPQbPOcQc圖

11、18106. 三段不可伸長的細繩 OA、OB、OC 能承受的最大拉力相同，它們共同懸掛一重物，如圖 1811 所示，其中 OB 是水平的，A 端、B 端固定。若逐漸增懸掛重物的重量，則最先斷的繩子是（ ）A. OA 段B. OB 段C. OC 段D. 可能 OB 或 OCGCOAB圖 18117. 如圖 1812 所示光滑的半球基座固定在地面上，一小球 G，被一輕繩系于下端，繩另一端繞過定滑輪后用力拉住，定滑輪懸點與光滑半球球心在同一豎直線上。使小球沿半球面緩慢向上移動。設(shè)半球面對小球支持力大小為，繩的拉力大小為 T。在小球移動中NF拉力 T，支持力大小變化是（ ）NFA. 變大，T 變小B.

12、 變小，T 變大NFNFC. 變小，T 先變小后變大D. 不變，T 變小NFNFT圖 18128. 一個物體受三個共點力而處于平衡態(tài)，其中一個力，方向向右；另一個力NF351方向向左，現(xiàn)將沿逆時針方向轉(zhuǎn)過，將沿順時針方向轉(zhuǎn)過，而第NF521F902F90三個力不變，則此時物體所受合力大小為 N。9. 汽球下懸掛重物 G，停于空中靜止不動，空中無風(fēng)。假若地球?qū)χ車矬w的吸引力突然消失，汽球沒有破碎，則氣球與重物的狀態(tài)將是 。G圖 181310. 兩根長度相等的輕繩，下端掛一質(zhì)量為 m 的物體，上端分別固定在水平的屋頂M、N 兩點，MN 距離為 S。如圖 1814 所示，已知兩根繩所能承受的最大拉

13、力均為 T，則每根繩的長度不得短于 。mMN圖 181411. 質(zhì)量分布不均勻的直桿 AB 長 1m，將其兩端分別用細繩栓住，吊在墻上。當(dāng) AB 在水平方向平衡時，細繩 AC、BD 與水平方向的夾角分別為，求 AB 桿30,6021的重心距 B 端的距離。AB21CD圖 181512. 如圖 1816 所示，光滑的金屬桿做成的直角三角形框架 ABC 的 AB 邊和 AC 邊上各穿有一個小球 E 和 F，用一根細線把 E 和 F 連接起來，細線比 BC 短，使三角形框架豎直放置，BC 邊水平，AB 邊與 BC 邊夾角為，試分析兩球平衡時細線與 AC 的夾角，細線與 AB 邊夾角取值范圍。AFECB圖 181613. 將一根不可伸縮的柔軟輕繩的兩端固定在相距 4m 的豎直墻上。固定點為 A、B。繩