高中物理复习精品讲义必修一第二章《相互作用》第4课时《共点力的平衡及应用》含答案.doc

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高中物理复习精品讲义必修一第二章《相互作用》

专题2共点力的平衡及应用

导学目标1.掌握共点力的平衡条件及推论.2.掌握整体法及隔离法的应用.3.会分析动态平衡问题及极值问题．

一、共点力的平衡

[基础导引]

1．如图1所示，一个人站在自动扶梯的水平台阶上随扶梯匀速上升，它受到的力有()

A．重力、支持力

B．重力、支持力、摩擦力

C．重力、支持力、摩擦力、斜向上的拉力

D．重力、支持力、压力、摩擦力

2．在图2中，灯重G＝20N，AO与天花板间夹角α＝30°，试求AO、BO两绳受到的拉力多大？

[知识梳理]

共点力的平衡

共点力

力的作用点在物体上的____________或力的____________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________状态或____________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________为零，即F合＝____或eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(ΣFx＝0ΣFy＝0))

eq\x(思考)：物体的速度为零和物体处于静止状态是一回事吗？

二、平衡条件的推论

[基础导引]

1．如图所示，斜面上放一物体m处于静止状态，试求斜面对物体的作用力的合力的大小和方向．

2．光滑水平面上有一质量为5kg的物体，在互成一定角度的五个水平力作用下做匀速运动，这五个力矢量首尾连接后组成一个什么样图形？若其中一个向南方向的5N的力转动90°角向西，物体将做什么运动？

[知识梳理]

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________、方向________，为一对____________．

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________一定与第三个力大小________、方向________．

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________大小________、方向________．

考点一处理平衡问题常用的几种方法

考点解读

1．力的合成法

物体在三个共点力的作用下处于平衡状态，则任意两个力的合力一定与第三个力大小相等、方向相反；“力的合成法”是解决三力平衡问题的基本方法．

2．正交分解法

物体受到三个或三个以上力的作用时，常用正交分解法列平衡方程求解：Fx合＝0，Fy合＝0.为方便计算，建立直角坐标系时以尽可能多的力落在坐标轴上为原则．

3．三角形法

对受三力作用而平衡的物体，将力的矢量平移使三力组成一个首尾依次相接的封闭三角形，进而处理物体平衡问题的方法叫三角形法；三角形法在处理动态平衡问题时方便、直观，容易判断．

4．对称法

研究对象所受力若具有对称性，则求解时可把较复杂的运算转化为较简单的运算，或者将复杂的图形转化为直观而简单的图形．所以在分析问题时，首先应明确物体受力是否具有对称性．

典例剖析

如图4所示，不计滑轮摩擦，A、B两物体均处于静止状态．现加一水平力F作用在B上使B缓慢右移，试分析B所受力F的变化情况．

例2如图所示，重为G的均匀链条挂在等高的两钩上，链条悬挂处与水平方向成θ角，试求：

(1)链条两端的张力大小；

(2)链条最低处的张力大小．

例3如图所示，在倾角为α的斜面上，放一质量为m的小球，小球被竖直的木板挡住，不计摩擦，则球对挡板的压力是()

A．mgcosα

B．mgtanα

C.eq\f(mg,cosα)

D．mg

思维突破共点力作用下物体平衡的一般解题思路：

考点二动态平衡问题

考点解读

“动态平衡”是指平衡问题中的一部分力是变力，是动态力，力的大小和方向均要发生变化，所以叫动态平衡，这是力平衡问题中的一类难题．解决这类问题的一般思路是：把“动”化为“静”，“静”中求“动”．

典例剖析

例4如图所示，两根等长的绳子AB和BC吊一重物静止，两根绳子与水平方向夹角均为60°.现保持绳子AB与水平方向的夹角不绳子BC逐渐缓慢地变化到沿水平方向，在这一过程中，绳子BC的拉力变化情况是()

A．增大

B．先减小，后增大

C．减小

D．先增大，后减小

思维突破动态平衡问题思维导图：

跟踪训练1如图所示，质量分别为mA和mB的物体A、B用细绳连接后跨过滑轮，A静止在倾角为45°的斜面上，B悬挂着．已知mA＝2mB，不计滑轮摩擦，现将斜面倾角由45°增大到50°，系统仍保持静止．下列说法正确的是()

A．绳子对