【课题】共点力作用下的静态平衡问题 【课型】复习课 【三维目标】 一、知识与能力 掌握共点力作用下的静态平衡问题的解决方法。 二、过程与方法 系统的归纳在共点力平衡问题中可能会用到的整体法和隔离法；正交分解法和矢量三角形法。 三、情感态度与价值观 通过系统的归纳与学习，使学生能够把电磁学中力学知识跟平衡问题有机的结合，积极应对高考。 【教学重点】 共点力平衡问题的一般方法；整体法与隔离法；研究对象的转移；正交分解法及矢量三角形法 【教学难点】 整体法与隔离法的选择；正交分解法 【教学过程】 一、新课导入 上节课我们通过考点网络结构的方式给大家复习了高中阶段必须掌握的几种力：重力、弹力、摩擦力、电场力、安培力、洛伦兹力。那么物体在这些力的作用下可能会达到平衡状态，今天我们就一起来复习物体在共点力作用下
的静态平衡问题的解决方法及其他物理方法。 二、课程设计 问：何为物体的静态平衡？ 答：物体在力的作用下保持静止状态或匀速直线运动状态。 接下来我们就通过一道例题来总结一下解决共点力平衡问题的一般方法和步骤。（过渡） 例1：如图所示，两根相距L的光滑金属导轨平行放置，导轨所在平面与水平面间的夹角为θ,质量为m 的金属杆ab 垂直导轨放置，整个装置处于垂直金属导轨平面向上的匀强磁场中。当金属杆ab中通有从a到b的电流I时，金属杆ab保持静止。求： （1）金属杆对导轨的压力。 （2）磁感应强度的大小。 解：以通电金属杆为研究对象， 受力分析如图,正交分解重力， 得：mg x=mgsinθ mg y=mgcosθ
则，mgsinθ=IBL mgcosθ=F 解方程的B= mgsinθ/IL 根据牛顿第三定律，金属杆对导轨的压力为mgcosθ。 现在我们来总结下解决这个问题的一般步骤： 【课件展示】 （一）选择合适的研究对象（选对象） （二）对研究对象进行受力分析（分析力） （三）选择合适的方法处理受力（处理力） （四）根据平衡条件列出方程（列方程） （五）解方程，得出结论（得结论） 有的同学可能在想，老师现在都第二轮复习了，你怎么还讲这么简单的题目呢？我要告诉大家的是，我们现在并不是学会解这道题，而是学会解决这类问题的一般方法。那么，请问大家知道在解决这类问题的每一个步骤中又会遇到什么特殊情况吗？让我们回过头来在看一下每个解题步骤。（过渡） （一）选择合适的研究对象（选对象） 【课件展示】 1、整体法：在分析两个或者两个以上物体间的相互作用时，如果两个物体的运动状态相同，且分析的受力是两个物体的外力。
2020年高考物理一轮复习热点题型归纳与变式演练 专题04 共点力平衡的七大题型 【专题导航】 目录 一、三类常考的“三力静态平衡”问题 (1) 热点题型一三个力中，有两个力互相垂直，第三个力角度（方向）已知。 (1) 热点题型二三个力互相不垂直，但夹角（方向）已知。 (3) 热点题型三三个力互相不垂直，且夹角（方向）未知但存在几何边长的变化关系。 (5) 二、三类常考的“动态平衡”模型 (6) 热点题型四矢量三角形法类 (6) 热点题型五相似三角形法类 (9) 热点题型六单位圆或正弦定理发类型 (10) 热点题型七衣钩、滑环模型 (12) 【题型演练】 (14) 【题型归纳】 一、三类常考的“三力静态平衡”问题 热点题型一三个力中，有两个力互相垂直，第三个力角度（方向）已知。 解决平衡问题常用的方法有以下五种 ①力的合成法 ②力的正交分解法 ③正弦定理（拉米定理）法 ④相似三角形法 ⑤矢量三角形图解法 【例1】如图所示，光滑半球形容器固定在水平面上，O为球心，一质量为m的小滑块，在水平力F的作用下静止P点。设滑块所受支持力为N F。OF与水平方向的夹角为 。下列关系正确的是（）
A ．θtan mg F = B ．θtan mg F = C ． θtan mg F N = D ．θtan mg F N = 【答案】 A 【解析】 解法一 力的合成法 滑块受力如图甲，由平衡条件知：mg F ＝tan θ?F ＝mg tan θ ， F N ＝mg sin θ 。 解法二 力的分解法 将滑块受的力水平、竖直分解，如图丙所示，mg ＝F N sin θ，F ＝F N cos θ， 联立解得：F ＝mg tan θ，F N ＝mg sin θ 。 解法三 力的三角形法（正弦定理） 如图丁所示，滑块受的三个力组成封闭三角形，解直角三角形得：F ＝mg tan θ，F N ＝mg sin θ 。 【点睛】通过例题不难发现针对此类题型应采用“力的合成法”解决较为容易。 【变式1】（2019·新课标全国Ⅱ卷）物块在轻绳的拉动下沿倾角为30°的固定斜面向上匀速运动，轻绳与斜 面平行。，重力加速度取10m/s 2。若轻绳能承受的最大张力为1 500 N ，则物块的质量最大为（ ） A ．150kg B ． C ．200 kg D ． 【答案】A 【解析】
专题 共点力平衡的七大题型 目录 一、三类常考的“三力静态平衡”问题 (1) 热点题型一 三个力中，有两个力互相垂直，第三个力角度（方向）已知。 (1) 热点题型二 三个力互相不垂直，但夹角（方向）已知 。 (3) 热点题型三 三个力互相不垂直，且夹角（方向）未知但存在几何边长的变化关系。 (5) 二、三类常考的“动态平衡”模型 (6) 热点题型四 矢量三角形法类 (6) 热点题型五 相似三角形法类 (9) 热点题型六 单位圆或正弦定理发类型 (10) 热点题型七 衣钩、滑环模型 (12) 【题型归纳】 一、三类常考的“三力静态平衡”问题 热点题型一 三个力中，有两个力互相垂直，第三个力角度（方向）已知。 解决平衡问题常用的方法有以下五种 ①力的合成法②力的正交分解法③正弦定理法④相似三角形法⑤矢量三角形图解法 【例1】如图所示，光滑半球形容器固定在水平面上，O 为球心，一质量为m 的小滑块，在水平力F 的作用下静止P 点。设滑块所受支持力为N F 。OF 与水平方向的夹角为θ。下列关系正确的是（ ） A ．θtan mg F = B ．θtan mg F = C ． θtan mg F N = D ．θtan mg F N = 【答案】 A 解法一 力的合成法滑块受力如图甲，由平衡条件知：mg F ＝tan θ?F ＝mg tan θ，F N ＝mg sin θ 。
解法二 力的分解法 将滑块受的力水平、竖直分解，如图丙所示，mg ＝F N sin θ，F ＝F N cos θ，联立解得：F ＝mg tan θ，F N ＝mg sin θ 。 解法三 力的三角形法（正弦定理） 如图丁所示，滑块受的三个力组成封闭三角形，解直角三角形得：F ＝mg tan θ，F N ＝mg sin θ 。 【点睛】通过例题不难发现针对此类题型应采用“力的合成法”解决较为容易。 【变式1】（2019·新课标全国Ⅱ卷）物块在轻绳的拉动下沿倾角为30°的固定斜面向上匀速运动，轻绳与斜 面平行。，重力加速度取10m/s 2。若轻绳能承受的最大张力为1 500 N ，则物块的质量最大为（ ） A ．150kg B ． C ．200 kg D ． 【答案】A 【解析】 T =f +mg sin θ，f =μN ，N =mg cosθ，带入数据解得：m =150kg ，故A 选项符合题意。 【变式2】（2019·新课标全国Ⅲ卷）用卡车运输质量为m 的匀质圆筒状工件，为使工件保持固定，将其置于 两光滑斜面之间，如图所示。两斜面I 、Ⅱ固定在车上，倾角分别为30°和60°。重力加速度为g 。当卡车沿平 直公路匀速行驶时，圆筒对斜面I 、Ⅱ压力的大小分别为F 1、F 2则（ ） A ．12F F ， B ．12F F ， C ．121==22F mg F ， D ．121==22 F F mg ， 【答案】D 【解析】对圆筒进行受力分析知圆筒处于三力平衡状态，受力分析如图，由几何关系可知，1cos30F mg '=?， 2sin 30F mg '=?。解得12F mg '=，212F mg '= 由牛顿第三定律知121,22 F mg F mg ==，故D 正确
共点力平衡专题
共点力平衡专题 一．共点力 物体同时受几个力的作用，如果这几个力都作用于物体 的同一点或者它们的作用线交于同一点，这几个力叫共点力．能简化成质点的物体受到的力可视为共点力。 二、平衡状态 物体保持静止 ．．．．状态（或有固定转轴的物体匀．．．．或匀速运动 速转动）． 注意：这里的静止需要二个条件，一是物体受到的合外 力为零，二是物体的速度为零，仅速度为零时物体不一定处 于静止状态，如物体做竖直上抛运动达到最高点时刻，物体 速度为零，但物体不是处于静止状态，因为物体受到的合外 力不为零． 共点力的平衡：如果物体受到共点力的作用，且处于平 衡状态，就叫做共点力的平衡。 两种平衡状态：静态平衡v=0;a=0 动态平衡v≠0;a=0 ①瞬时速度为0时,不一定处于平衡状态. 如:竖直上 抛最高点.只有加速度也为零才能认为平衡状态. ②.物理学中的“缓慢移动”一般可理解为动态平衡
三、共点力作用下物体的平衡条件 1.物体受到的合外力为零．即F 合=0 其正交分解式为F 合 x =0 ；F 合y =0 2.某力与余下其它力的合力平衡（即等值、反向）。 二力平衡：这两个力大小相等，方向相反，作用在同一直线上，并作用于同一物体 (要注意与一对作用力与反作用力的区别)。 三力平衡：三个力平移后构成一个首尾相接、封闭的矢量 形； 任意两个力的合力与第三个力等大、反向(即是相互平衡) 结论：①非平行的三个力作用于物体而平衡，则这三个力一定共点。 ②几个共点力作用于物体而平衡，其中任意几个力的合力与剩余几个力（一个力）的合力一定等值反向 3.多个力平衡 ①物体受到N个共点力作用而处于平衡状态时,取出其中的一个力,则这个力必与剩下的（N-1）个力的合力等大反向。 ②若采用正交分解法求平衡问题，则其平衡条件为：F X合 =0，
专题受力分析、共点力的平衡 一.受力分析 力学中三种常见性质力 1. 重力：（1）方向：竖直向下（2）作用点：重心 2. （1）有多少个接触面（点）就有可能有多少个弹力 （2）常见的弹力的方向： 弹簧对物体的弹力方向：与弹簧恢复原长的方向相同 绳子对物体的弹力：沿着绳子收缩的方向. 面弹力（压力，支持力）：垂直于接触面指向受力的物体? 3. 摩擦力 （1）有多少个接触面就有可能有多少个摩擦力 ⑵静摩擦力方向：与相对运动的趋势方向相反 （3）滑动摩擦力的方向：与相对运动方向相反二?受力分析 1. 步骤（1）.确定研究对象（受力物体）：可以是一个整体，也可以个体（隔离分析）注意：只分析外 界给研究对象的力，研究对象给别人的力不分析 （2）.受力分析要看物体的运动状态：静止还是运动 2. 顺序：（1）外力：外力可以方向不变地平移 （2）重力 （3）接触面的力（弹力，摩擦力） 先弹力：看有几个接触面（点）。判断面上若有挤压，则垂直于接触面有弹力。 其次摩擦力：若有相对运动或者相对运动趋势，则平行于接触面有摩擦力分析完一个面（点），再分析其他面（点） 3. 检验：是否多画力或者漏画力 检查每一个力的施力物体是否都是别的物体 三?题型：分类 静止水平面 、—竖直面 运动「斜面二、共点力的平衡 1. 共点力 作用于物体的________ 或力的_____ 相交于一点的力. 2. 平衡状态 （1） __________ 物体保持_________ 或的状态. （2）通过控制某些物理量，使物体的状态发生缓慢变化的过程（动态平衡）. 物体的速度为零和物体处于静止状态是一回事吗？ 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，物体的速度为零与静止状态不是一回事.
专题受力分析、共点力的平衡 一．受力分析 力学中三种常见性质力 1.重力：（1）方向：竖直向下（2）作用点：重心 2.(1)有多少个接触面(点)就有可能有多少个弹力 (2)常见的弹力的方向： 弹簧对物体的弹力方向:与弹簧恢复原长的方向相同 绳子对物体的弹力：沿着绳子收缩的方向． 面弹力（压力，支持力）：垂直于接触面指向受力的物体. 3.摩擦力 (1)有多少个接触面就有可能有多少个摩擦力 (2)静摩擦力方向：与相对运动的趋势方向相反 (3)滑动摩擦力的方向：与相对运动方向相反 二．受力分析 1.步骤(1).确定研究对象（受力物体）：可以是一个整体，也可以个体（隔离分析） 注意：只分析外界给研究对象的力，研究对象给别人的力不分析 (2).受力分析要看物体的运动状态：静止还是运动 2.顺序：（1）外力：外力可以方向不变地平移 （2）重力 （3）接触面的力（弹力，摩擦力） 先弹力：看有几个接触面（点）。判断面上若有挤压，则垂直于接触面有弹力。 其次摩擦力：若有相对运动或者相对运动趋势，则平行于接触面有摩擦力 分析完一个面（点），再分析其他面（点） 3.检验：是否多画力或者漏画力 检查每一个力的施力物体是否都是别的物体 三．题型：分类 静止水平面 竖直面 运动斜面 二、共点力的平衡 1．共点力 作用于物体的或力的相交于一点的力． 2．平衡状态 (1)物体保持或的状态． (2)通过控制某些物理量，使物体的状态发生缓慢变化的过程(动态平衡)． 物体的速度为零和物体处于静止状态是一回事吗？
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，物体的速度为零与静止状态不是一回事． 3．共点力的平衡条件 F 合＝或者x y F F ?????合合 4．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 ，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，其中任何一个力与其余两个力的合力大小 ，方向 ； (3)多力平衡：如果物体在多个共点力的作用下处于平衡状态，其中任何一个力与其余几个力的合力大小 ，方向 ． 三．解决平衡问题的思路 二力平衡--------二力大小相等，方向相反 三力平衡--------合成法、正交分解法 例：如图所示，用绳AC 和BC 吊起一重物，重物静止，绳与竖直方向夹角分别为30°和60°,物体的重力为100N ，求绳AC 和BC 受到的拉力各为多少牛？ 多力平衡--------正交分解法 如图所示：某装卸工人推着质量为m 的木箱在水平地面上匀速运动。 已知木箱与地面间的动摩擦因数为μ，该工人的推力与水平面间的夹角为 θ，重力加速度为g ，求：推力F 的大小。 四、动态平衡问题的分析方法 1．图解法 用图解法分析力的动态变化，具有直观、便于比较的特点，它一般适用于研究对象受三个力作用的情况，且其中一个力大小、方向不变，另一个力方向不变，第三个力大小、方向均变化.应用时应注意以下几点： (1)明确要分解大小、方向均不变的力，把它分解到另外两个力的反方向上． (2)明确哪个力的方向是不变的． (3)明确哪个力大小、方向变化，变化的范围如何． 2．列方程法 1、结点O 受球的拉力为G 为60N ，已知θ=30。，球静止，求绳子AO 和BO 受到的拉力各为多少牛？ 一．物体受力分析 试对下列物体受力分析。 题型一：水平面 1.物体在光滑和粗糙的水平面向右运动。 2.物体在水平向右的水平力F 作用下，在粗糙的水平面上向右和向左运动。 题型二：竖直面 A 向右运动 A 向左匀速
共点力平衡专题 【典型例题】 题型一：三力平衡 例1、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 ．mgcos α B ．mgtan α C.mg/cos α D ．mg 解法一：(正交分解法)：对小球受力分析如图甲所示，小球静止， 处于平衡状态，沿水平和竖直方向建立坐标系，将FN2正交分解，列平衡方程为F N1＝F N2sin α mg ＝F N2cos α 可得：球对挡板的压力F N1′＝F N1＝mgtan α，所以B 正确． 解法二：(力的合成法)：如图乙所示，小球处于平衡状态，合力为零．F N1与F N2的合力一定与mg 平衡，即等大反向．解三角形可得：F N1＝mgtan α，所以，球对挡板的压力F N1′＝F N1＝mgtan α. 解法三：(效果分解法)：小球所受的重力产生垂直板方向挤压竖直板的效果和垂直斜面方向挤压斜面的效果，将重力G 按效果分解为如上图 丙中所示的两分力G 1和G 2，解三角形可得：F N1＝G 1＝mgtan α，所以，球对挡板的压力F N1′＝F N1＝mgtan α.所以B 正确． 解法四：(三角形法则)：如右图所示，小球处于平衡状态，合力为零，所受三个力经平移首尾顺次相接，一定能构成封闭三角形．由三角形解得：F N1＝mgtan α，故挡板受压力F N1′＝F N1＝mgtan α.所以B 正确． 题型二：动态平衡问题 例2、如图所示，在粗糙水平地面上放着一个截面为四分之一圆弧的柱状物体A ，
A 的左端紧靠竖直墙，A 与竖直墙之间放一光滑圆球 B ，整个装置处于静止状态。设墙壁对B 的压力为F1，A 对B 的压力为F2，则若把A 向右移动少许后，它们仍处于静止状态，则F1、F2的变化情况分别是（ ） A ．F1减小 B ．F1增大 C ．F2增大 D ．F2减小 方法一 解析法：以球B 为研究对象，受力分析如图甲所示，根据 合成法，可得出F1＝Gtan θ，F2＝Gcos θ，当A 向右移动少许后，θ减小，则F1减小，F2减小。故选项A 、D 正确。 方法二 图解法：先根据平衡条件和平行四边形定则画出如图乙所示的矢量三角形，在θ角减小的过程中，从图中可直观地看出，F1、F2都会减小。故选项A 、D 正确。 【拓展延伸】在【典例2】中若把A 向右移动少许后，它们仍处于静止状态，则地面对A 的摩擦力变化情况是（ ） A ．减小 B ．增大C ．不变 D ．先变小后变大 方法一 隔离法：隔离A 为研究对象，地面对A 的摩擦力F f ＝F 2sin θ，当F 2和θ减小时，摩擦力减小，故选项A 正确。 方法二 整体法：选A 、B 整体为研究对象，A 、B 整体受到总重力、地面的支持力、墙壁的压力和地面的摩擦力，所以摩擦力F f ＝F 1，当把A 向右移动少许后，随着F 1的减小，摩擦力也减小。故选项A 正确。 [相似三角形法] 例3、如图所示，小圆环A 吊着一个质量为m2的物块并套在另一个竖 2 sin 22 sin 22112αα== m m R g m R g m 解得：
共点力动态平衡专题及详解 1．用绳将重球挂在光滑的墙上，设绳子的拉力为T ，墙对球的弹力为N ，如图所示，如果将绳的长度加长，则 A ．T 、N 均减小 B ．T 、N 均增加 C ．T 增加，N 减小 D ．T 减小，N 增加 【答案】A 【解析】 试题分析：设绳子和墙面夹角为θ，对小球进行受析： 把绳子的拉力T 和墙对球的弹力为N 合成F ，由于物体是处于静止的，所以物体受力平衡， 所以物体的重力等于合成F ，即F=G ，根据几何关系得出： cos mg T θ =，N=mgtan θ．先找到其中的定值，就是小球的重力mg ，mg 角θ减小，则cos θ增大， cos mg θ 减小；tan θ减小，mgtang θ减小；所以T 减小，N 减小． 故选A 考点：共点力动态平衡 点评：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：用不变化的力表示变化的力． 2．2008年1月以来，中国南方大部分地区和西北地区东部出现了建国以来罕见的持续大范围低温、雨雪和冰冻的极端天气。南方是雨雪交加，不仅雪霜结冰，而且下雨时边刮风边结冰，结果造成输电线路和杆塔上面的冰层越裹越厚，高压电线覆冰后有成人大
腿般粗，电力线路很难覆冰，而致使输配电线路被拉断或频频跳闸。现转化为如下物理模型：长为125m的输电线的两端分别系于竖立在地面上相距为100m的两杆塔的顶端A、B。导线上悬挂一个光滑的轻质挂钩，其下连着一个重为300N的物体，不计摩擦，平衡时，导线中的张力T1，现使A点缓慢下移一小段，导线中的张力为T2，则下列说法正确的是（） A．T1>T2 B．T1 图3 图1 图2 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 ＝20 N ，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{ ΣF x ＝ ΣF y ＝0 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3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5 kg 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 5 N 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________． 专题1共点力的平衡及应用 一、共点力的平衡 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、摩擦力图1 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．在图中，灯重G＝20 N，AO与天花板间夹角α＝30 °，试求 AO、BO两绳受到的拉力多大？ 共点力的平衡 物体受到的________为零，即F合＝____或{ΣF x＝F y＝0 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 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方法 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． 2．三角形法 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； 例1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 ．mg cos α B ．mg tan α C.mg cos α D ．mg 共点力作用下物体平衡的一般解题思路： 实际问题―-----―→选用整体法或隔离法 确定研究对象 ―→ 对研究对象受力分析 ―→ 画受力图 ―-------―→将某些力进行 合成或分解 作出平行四边形 ――--→根据平衡 条件F 合＝0 列平衡方程求解 训练1 如图5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． 考点二 动态平衡问题 图5 例2 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 向的夹角不变，将 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 如图7所示，质量分别为m A 和m B 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m A ＝2m B ，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A 的拉力将增大 B ．物体A 对斜面的压力将增大 图7 C ．物体A 受到的静摩擦力增大 D ．物体A 受到的静摩擦力减小 考点三 平衡中的临界与极值问题 例题3 如图所示，将两个质量均为m 的小球a 、b 用 细线相连并悬挂于O 点，用力F 拉小球a 使整个装置处于 平衡状态，且悬线Oa 与竖直方向的夹角为θ＝60°，则力 F 的大小可能为 ( ) A.3mg B ．mg C.32mg D.33mg 常见题型： 1.三力平衡：合成法。（知识点：任意两个力的合力与第三个力等值反向,建立矢量三角形。） 例题：某校物理课外实验小组研究石拱桥所用石料间的作用力的大小关系，如图所示。若四 专题7受力分析、共点力的平衡 一.受力分析 力学中三种常见性质力 1?重力：（1）方向：竖直向下（2）作用点：重心 2.（1）有多少个接触面（点）就有可能有多少个弹力 （2）常见的弹力的方向： 弹簧对物体的弹力方向：与弹簧恢复原长的方向相同 绳子对物体的弹力：沿着绳子收缩的方向. 面弹力（压力，支持力）：垂直于接触面指向受力的物体. 3?摩擦力 （1）有多少个接触面就有可能有多少个摩擦力 ⑵静摩擦力方向：与相对运动的趋势方向相反 （3）滑动摩擦力的方向：与相对运动方向相反 二.受力分析 1?步骤（1）.确定研究对象（受力物体）：可以是一个整体，也可以个体（隔离分析）注意：只分析外界给研究对象的力，研究对象给别人的力不分析 （2）.受力分析要看物体的运动状态：静止还是运动 2?顺序：（1）外力：外力可以方向不变地平移 （2）重力 （3）接触面的力（弹力，摩擦力） 先弹力：看有几个接触面（点）。判断面上若有挤压，则垂直于接触面有弹力。 其次摩擦力：若有相对运动或者相对运动趋势，则平行于接触面有摩擦力 分析完一个面（点），再分析其他面（点） 3?检验：是否多画力或者漏画力 检查每一个力的施力物体是否都是别的物体 三.题型：分类 静止水平面( 竖直面* 运动斜面 二、共点力的平衡 1.共点力 作用于物体的______ 或力的_______ 相交于一点的力. 2.平衡状态 (1)物体保持—或 __________ 的状态. (2)通过控制某些物理量，使物体的状态发生缓慢变化的过程(动态平衡). 物体的速度为零和物体处于静止状态是一回事吗？ 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，物体的速度为零与静止状态不是一回事. 3.共点力的平衡条件 F合=或者 4.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 —，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，其中任何一个力与其余两个力的合力大小—，方向—; 博通教育个性化辅导讲义 年级：高一年级辅导科目：物理 学员姓名：学科教师：曹老师 课题 D 共点力平衡二 教学内容 Ⅰ.知识总结 D．共点力的平衡（课时一） 【课堂教学】 1．平衡状态： (1)定义:___________________________________________________; (2)特征:___________________________________________________; 2.共点力作用下物体的平衡条件:_______________________________ 推论: 3. 如图的电灯受到电线拉力F和重力G这一对________力的作用而保持静止，即二力平衡的条件是：作用在同一物体上的两个力，若________相等、________相反、作用在________上，则这两个力互相平衡 4.处理问题的方法: 方法一:三力作用下而平衡可利用平衡条件的推论,利用力的合成法把三力变二力在三角形中求解: 【例1】. 在倾角为300的光滑斜面上，一质量为l0kg的球被一竖直挡板挡住，如图所示。则球对挡 板的压力为____________N，斜面对球的支持力为____________N。 练一练: 用弹簧测力计沿着光滑斜面的方向将一块重力为5N的木块匀速向上拉，如图所示，这时弹簧测力计上的示数是l．4N，求斜面对木块的弹力的大小． 方法二:正交分解法: 步骤:1)正确分析物体的受力; 2)选定X轴和Y轴; 3)正交分解不在X轴和Y轴上力: 4)列F合X =0;F合Y =0求解 【例2】上面例1：利用正交分解法: 练一练: 【例3】 物体重为G ，放在水平面上，受到与水平方向成α角斜向下的力F 作用，如图甲所示，向右作匀速直线运动。 求：(1)物体所受到滑动摩擦力的大小 (2)物体对地面的压力大小 （3）物体与地面之间的动摩擦因数 【例4】 光滑圆柱体油筒重为1OOON ，放在倾角都是300的两块固定斜板间，如图甲所示，求它对斜板的压力． 方法一：力的分解法 方法二：力的合成法 方法三：正交分解法 【形成性训练】 1．关于物体处于平德状态的条件?下列说法中正确的是 ( ) A ．物体的速度为零 B ．物体的速度大小不变 C ．物体的速度方向不变 D ．物体的加速度为零 2．下面几组力中，共点力作用在物体上，使物体有可能平衡的是( ) A.3N ，4N ，8N B ．10N ．30N ，50N C ．7N 、7N 、l5N D ．10N 、ION 、10N 3．如图所示，在倾角为α的斜面上放一质量为m 的光滑小球，球被竖直的木板挡住，则小球 对斜面的压力为 ( ) A ．mgcos α B ．mgtan α c ．α cos mg D ．mg 专题7 受力分析、共点力的平衡 一．受力分析 力学中三种常见性质力 1.重力：（1）方向：竖直向下（2）作用点：重心 2.(1)有多少个接触面(点)就有可能有多少个弹力 (2)常见的弹力的方向： 弹簧对物体的弹力方向:与弹簧恢复原长的方向相同 绳子对物体的弹力：沿着绳子收缩的方向． 面弹力（压力，支持力）：垂直于接触面指向受力的物体. 3.摩擦力 (1)有多少个接触面就有可能有多少个摩擦力 (2)静摩擦力方向：与相对运动的趋势方向相反 (3)滑动摩擦力的方向：与相对运动方向相反 二．受力分析 1.步骤(1).确定研究对象（受力物体）：可以是一个整体，也可以个体（隔离分析） 注意：只分析外界给研究对象的力，研究对象给别人的力不分析 (2). 受力分析要看物体的运动状态：静止还是运动 2.顺序：（1）外力：外力可以方向不变地平移 （2）重力 （3）接触面的力（弹力，摩擦力） 先弹力：看有几个接触面（点）。判断面上若有挤压，则垂直于接触面有弹力。 其次摩擦力：若有相对运动或者相对运动趋势，则平行于接触面有摩擦力 分析完一个面（点），再分析其他面（点） 3.检验：是否多画力或者漏画力 检查每一个力的施力物体是否都是别的物体 三．题型：分类 静止水平面 竖直面 运动斜面 二、共点力的平衡 1．共点力 作用于物体的或力的相交于一点的力． 2．平衡状态 (1)物体保持或的状态． (2)通过控制某些物理量，使物体的状态发生缓慢变化的过程(动态平衡)． 物体的速度为零和物体处于静止状态是一回事吗？ 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 θ 一、例题讲解 ［例1］.如图，在水平力F 作用下，A 、B 保持静止。若A 与B 的接触面是水平的，且F 不等于0，则关于B 的受力个数可能为（） A.3个B.4个C.5个D.6个 ［变式训练1］如图所示，物体A 靠在竖直墙面上，在力F 作用下，A 、B 保持静止．物体A 的受力个数为( ) A ．2 B ．3 C ．4 D ．5 ［例2］如图2-5-3所示，用细线AO 、BO 悬挂重力，BO 是水平的，AO 与竖直方向成α角．如果改变BO 长度使β角减小，而保持O 点不动，角α（α<450）不变，在β角减小到等于α角的过程中，两细线拉力有何变化？ A.F A 一直减小，F B 先减小后增大B.F A 一直增大，F B 先减小后增大 C.F A 一直减小,F B 先增大后减小D.F A 一直增大，F B 先增大后减小 ［变式训练1］如图所示，小球用细线拴住放在光滑斜面上，用力推斜面向左运动，小球缓慢升高的过程中，细线的拉力将：() A.先增大后减小B.先减小后增大 C.一直增大D.一直减小 ［变式训练2］如图是给墙壁粉刷涂料用的“涂料滚”的示意图．使用时，用撑竿推着粘有涂料的涂料滚沿墙壁上下缓缓滚动，把涂料均匀地粉刷到墙上．撑竿的重量和墙壁的摩擦均不计，而且撑竿足够长，粉刷工人站在离墙壁一定距离处缓缓上推涂料滚，该过程中撑竿对涂料滚的推力为F 1，涂料滚对墙壁的压力为F 2，以下说法正确的是（） （A ）F 1增大，F 2减小 （B ）F 1减小，F 2增大 （C ）F 1、、F 2均增大 （D ）F 1、、F 2均减小 ［例3］水平地面上有一木箱，木箱与地面之间的动摩擦因数为(01)μμ<<。现对木箱施加一拉力F ，使木箱做匀速直线运动。设F 的方向与水平面夹角为θ，如图，在θ从0逐渐增大到90°的过程中，木箱的速度保持不变，则（） A.F 先减小后增大 B.F 一直增大 C.F 的功率减小 D.F 的功率不变 ［例4］如图所示，固定在水平面上的光滑半球，球心O 的正 图2-5-3 A B F 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 ＝20 N ，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 ΣF 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3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． 图1 图2 图3 2．光滑水平面上有一质量为5 kg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5 N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：F x合＝0，F y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 专题 共点力平衡的七大题型 目录 一、三类常考的“三力静态平衡”问题 ....................................... 错误!未定义书签。 热点题型一 三个力中，有两个力互相垂直，第三个力角度（方向）已知。 ...... 错误!未定义书签。 热点题型二 三个力互相不垂直，但夹角（方向）已知 。 ..................... 错误!未定义书签。 热点题型三 三个力互相不垂直，且夹角（方向）未知但存在几何边长的变化关系。错误!未定义书签。 二、三类常考的“动态平衡”模型 ........................................... 错误!未定义书签。 热点题型四 矢量三角形法类 ............................................. 错误!未定义书签。 热点题型五 相似三角形法类 ............................................. 错误!未定义书签。 热点题型六 单位圆或正弦定理发类型..................................... 错误!未定义书签。 热点题型七 衣钩、滑环模型 ............................................. 错误!未定义书签。 【题型归纳】 一、三类常考的“三力静态平衡”问题 热点题型一 三个力中，有两个力互相垂直，第三个力角度（方向）已知。 解决平衡问题常用的方法有以下五种 ①力的合成法②力的正交分解法③正弦定理法④相似三角形法⑤矢量三角形图解法 【例1】如图所示，光滑半球形容器固定在水平面上，O 为球心，一质量为m 的小滑块，在水平力F 的作用下静止P 点。设滑块所受支持力为N F 。OF 与水平方向的夹角为θ。下列关系正确的是（ ） A ．θ tan mg F = B ．θtan mg F = C ． θ tan mg F N = D ．θtan mg F N = 【答案】 A 解法一 力的合成法滑块受力如图甲，由平衡条件知：mg F ＝tan θ?F ＝mg tan θ，F N ＝mg sin θ 。 专题2.3 受力分析共点力平衡 【高频考点解读】 1.学会进行受力分析的一般步骤与方法. 2.掌握共点力的平衡条件及推论. 3.掌握整体法与隔离法，学会用图解法分析动态平衡问题和极值问题． 【热点题型】 题型一物体的受力分析 例1、如图2-4-1所示，固定斜面上有一光滑小球，由一竖直轻弹簧P与一平行斜面的轻弹簧Q连接着，小球处于静止状态，则关于小球所受力的个数不可能的是( ) 图2-4-1 A．1 B．2 C．3 D．4 【提分秘籍】一般步骤 【举一反三】 如图2-4-2所示，物体A置于水平地面上，力F竖直向下作用于物体B上，A、B保持静止，则物体A的受力个数为( ) 图2-4-2 A ．3 B ．4 C ．5 D ．6 题型二 解决平衡问题的四种常用方法 例2、(多选)如图2-4-3所示，光滑的夹角为θ＝30°的三角杆水平放置，两小球A 、B 分别穿在两个杆上，两球之间有一根轻绳相连，现在用力将小球B 缓慢拉动，直到轻绳被拉直时，测出拉力F ＝10 N ，则此时关于两个小球受到的力的说法正确的是(小球重力不计)( ) 图2-4-3 A ．小球A 受到杆对A 的弹力、绳子的张力 B ．小球A 受到的杆的弹力大小为20 N C ．此时绳子与穿有A 球的杆垂直，绳子张力大小为2033 N D ．小球B 受到杆的弹力大小为2033 N 解析：因杆光滑，小球重力不计，故当轻绳被拉直时，小球A 仅受杆的弹力F N2和绳子的张力F T 两个力作用，且有F N2＝F T ，A 正确；小球B 受三个力处于平衡状态，将拉力F T 正交分解，由平衡条件得：F T cos 60°＝F ，F T sin 60°＝F N1，解得：F T ＝20 N ，F N1＝10 3 N 。F N2＝F T ＝20 N ，故B 正确，C 、D 错误。 θ 一、 例题讲解 ［例1］.如图，在水平力F 作用下，A 、B 保持静止。若A 与B 的接触面是水平的，且F 不等于0，则关于B 的受力个数可能为 （ ） A.3个 B.4个 C.5个 D.6个 ［变式训练1］如图所示，物体A 靠在竖直墙面上，在力F 作用下，A 、B 保持静止．物体A 的受力个数为( ) A ．2 B ．3 C ．4 D ．5 ［例2］如图2-5-3所示，用细线AO 、BO 悬挂重力，BO 是水平的，AO 与竖直方向成α角．如果改变BO 长度使β角减小，而保持O 点不动，角α（α < 450 ）不变，在β角减小到等于α角的过程中，两细线拉力有何变化？ A. F A 一直减小，F B 先减小后增大 B. F A 一直增大，F B 先减小后增大 C. F A 一直减小, F B 先增大后减小 D. F A 一直增大，F B 先增大后减小 ［变式训练1］如图所示，小球用细线拴住放在光滑斜面上，用力推斜面向左运动，小球缓慢升高的过程中，细线的拉力将：( ) A.先增大后减小 B.先减小后增大 C.一直增大 D.一直减小 ［变式训练2］如图是给墙壁粉刷涂料用的“涂料滚”的示意图．使用时，用撑竿推着粘有涂料的涂料滚沿墙壁上下缓缓滚动，把涂料均匀地粉刷到墙上．撑竿的重量和墙壁的摩擦均不计，而且撑竿足够长，粉刷工人站在离墙壁一定距离处缓缓上推涂料滚，该过程中撑竿对涂料滚的推力为F 1，涂料滚对墙壁的压力为F 2，以下说法正确的是 （ ） （A ）F 1增大， F 2减小 （B ）F 1减小， F 2 增大 （C ）F 1、、F 2均增大 （D ）F 1、、F 2均减小 ［例3］水平地面上有一木箱，木箱与地面之间的动摩擦因数为 。现对木箱施加一拉力F ，使木箱做匀速直线运动。设F 的方向与水平面夹角为，如图，在从0逐渐增大到90°的过程中，木箱的速度保持不变，则 （ ） A.F 先减小后增大 B.F 一直增大 C.F 的功率减小 D.F 的功率不变 图2-5-3 A B F高一物理力学专题-共点力的平衡专题
共点力平衡专题
专题7受力分析共点力的平衡
上海市高一物理专题共点力平衡
专题7 受力分析 共点力的平衡
共点力平衡专题训练(2020年8月整理).pdf
高中物理-专题 共点力的平衡及应用
共点力平衡的七大题型版含解析
(word完整版)高考物理专题复习：受力分析共点力平衡
共点力平衡专题训练
