高一物理必修1共點力平衡

1、問題問題1、將一個已知力分解，其結(jié)果唯一的條件是什么？將一個已知力分解，其結(jié)果唯一的條件是什么？1）已知兩個分力的方向）已知兩個分力的方向2）已知一個分力的大小和方向）已知一個分力的大小和方向FF1F2FF1F2FF1F2唯一解唯一解唯一解唯一解問題問題2、若已知一個分力若已知一個分力F1的大小和另一分力的大小和另一分力F2的方向的方向 (即已知即已知F2和和F的夾角的夾角），將一已知力，將一已知力F分解，分解， 其結(jié)果有多少種可能？其結(jié)果有多少種可能？1)F1 Fsin無解無解2)F1= Fsin一解一解FF2F1F1F1FF2F1 3）FsinF1 F1 + F2或或F F1 F2FF1F

2、2FF1F2FF1F2FF1F2無解無解一解一解F1 F23） F1 F2 F F1 + F2FF1F2FFF1F2FF1F2無數(shù)解（一個面內(nèi)兩解）無數(shù)解（一個面內(nèi)兩解）問題問題3、已知兩個分力已知兩個分力F1、 F2的大小，將一個已知力的大小，將一個已知力F分分 解，其結(jié)果有多少種可能？解，其結(jié)果有多少種可能？問題問題4、力分解中的最值問題？力分解中的最值問題？F2minF2min =F sinF1F1）已知合力已知合力F與一個分力與一個分力F1的方向（即已知的方向（即已知F和和F1的夾的夾角角），則另一分力），則另一分力F F2 2有最小值條件是有最小值條件是_，最小，最小值是值是_,_,

3、此時此時F1F1的值為的值為_。F1=FcosF2 F1F2 FF=F1cos F2min =F 1sin 2）已知合力已知合力F的方向及一個分力的方向及一個分力F1的大小和方向，另一的大小和方向，另一分力分力F2的小值的條件是的小值的條件是_，最小值是最小值是_ 此時此時F的值是的值是_.FF1F2min例例1、求下列每幅圖中力求下列每幅圖中力F1、F2、F3的合力的合力 v典題精選典題精選2F32F32F202.在在“驗證力的平行四邊形定則驗證力的平行四邊形定則”實驗中，實驗中，F(xiàn)1和和F2表示兩表示兩個互成角度的力，個互成角度的力，F(xiàn)表示由平行四邊形定則作出的表示由平行四邊形定則作出的F

4、1和和F2的合力；的合力；F表示用一個彈簧秤拉橡皮條時的力，則圖表示用一個彈簧秤拉橡皮條時的力，則圖3.3-2中符合實驗事實的是（中符合實驗事實的是（ ）圖3.3-2A共點力作用下物體的平共點力作用下物體的平衡問題衡問題與物體受力分析與物體受力分析幾個力如果都作用在物體上的同一點，或者它們幾個力如果都作用在物體上的同一點，或者它們的作用線相交于同一點，這幾個力叫做共點力的作用線相交于同一點，這幾個力叫做共點力 圖圖1 1 圖圖2 2 圖圖3 3如圖如圖1 1、圖、圖2 2為共點力；而圖為共點力；而圖3 3為非共點力為非共點力一、共點力一、共點力 物體處于物體處于靜止靜止或者保持或者保持勻速直線

5、運動勻速直線運動的的狀態(tài)叫做平衡狀態(tài)。狀態(tài)叫做平衡狀態(tài)。平衡狀態(tài)平衡狀態(tài)GN放在水平地面放在水平地面上靜止的物體上靜止的物體受力分析受力分析v=0NFfG水平地面上勻水平地面上勻速運動的物體速運動的物體v物體如果受到物體如果受到共點力共點力的作用且的作用且處處于于平衡狀平衡狀態(tài)態(tài)， ，就叫做共點力的平衡。就叫做共點力的平衡。共點力的平衡共點力的平衡這就叫這就叫共點力共點力的平衡的平衡共點力的平衡條件共點力的平衡條件共點力的平衡條件? ?物體受到多個力的作用物體受到多個力的作用而處于平衡狀態(tài)應(yīng)滿足而處于平衡狀態(tài)應(yīng)滿足什么條件呢？什么條件呢？即合力為零探究共點力平衡的條件一個物體受到三個力的作用而

6、一個物體受到三個力的作用而處處于平衡狀于平衡狀態(tài)態(tài)， ，則則其中兩個力的合力其中兩個力的合力應(yīng)該應(yīng)該與第三個力與第三個力F2F1F3OF23F13F2F13.力的平衡：作用在物體上幾個力的合力為零，這種情形叫做力的平衡.(1)若處于平衡狀態(tài)的物體僅受兩個力作用，這兩個力一定大小相等、方向相反、作用在一條直線上，即二力平衡.(2)若處于平衡狀態(tài)的物體受三個力作用，則這三個力中的任意兩個力的合力一定與另一個力大小相等、方向相反、作用在一條直線上.(3)若處于平衡狀態(tài)的物體受到三個或三個以上的力的作用，則宜用正交分解法處理在共點力的作用下，物體處于靜止或勻速直線運動的狀態(tài).1.平衡狀態(tài)：2.共點力作

7、用下物體的平衡條件： 合力為零，即F合=0二、受力分析要點二、受力分析要點（1 1）首先要確定研究對象，然后把它從周圍物體中隔）首先要確定研究對象，然后把它從周圍物體中隔離開來。離開來。（2 2）然后畫物體所受的重力；再畫出外力。）然后畫物體所受的重力；再畫出外力。（3 3）接著畫物體所受的彈力。）接著畫物體所受的彈力。（4 4）最后畫物體所受的摩擦力。）最后畫物體所受的摩擦力。 一、受力分析一、受力分析【例【例1 1】如圖，一個物體如圖，一個物體 A A 在水平拉力作用在水平拉力作用下做勻速直線運動，試分析物體下做勻速直線運動，試分析物體 A A 的受力情的受力情況。況。FAFGNf王后雄王

8、后雄 P70 4P70 4、5 5、6 6 物理系統(tǒng)由于某些原因而發(fā)生突變時所物理系統(tǒng)由于某些原因而發(fā)生突變時所處的狀態(tài)，叫臨界狀態(tài)。臨界狀態(tài)也可處的狀態(tài)，叫臨界狀態(tài)。臨界狀態(tài)也可理解為理解為“恰好出現(xiàn)恰好出現(xiàn)”和和“恰好不出現(xiàn)恰好不出現(xiàn)”某種現(xiàn)象的狀態(tài)。平衡物體的臨界問題某種現(xiàn)象的狀態(tài)。平衡物體的臨界問題的求解方法一般是采用由平衡條件求出的求解方法一般是采用由平衡條件求出力的大小，看哪個力最先達到臨界狀態(tài)。力的大小，看哪個力最先達到臨界狀態(tài)。 一、平衡物體的臨界問題一、平衡物體的臨界問題 如圖所示，在一細繩點系住一重物，細繩兩端如圖所示，在一細繩點系住一重物，細繩兩端、分別固定在兩邊墻上，使

9、得保持水平，、分別固定在兩邊墻上，使得保持水平，與水平方向成與水平方向成300角，已知細繩最大只能承受角，已知細繩最大只能承受200的拉力，那么點懸掛物體的重最多為的拉力，那么點懸掛物體的重最多為，這時細繩的，這時細繩的段即將斷裂段即將斷裂. 二、動態(tài)平衡問題的求解方法。二、動態(tài)平衡問題的求解方法。根據(jù)平衡條件并結(jié)合力的合成或分解的方法，把三個根據(jù)平衡條件并結(jié)合力的合成或分解的方法，把三個平衡力轉(zhuǎn)化成三角形的三條邊，然后通過這個三角形平衡力轉(zhuǎn)化成三角形的三條邊，然后通過這個三角形求解各力的大小及變化。求解各力的大小及變化。【 【例例1】 】如圖所示，保持角如圖所示，保持角a不變，將不變，將B點

10、向上移，則點向上移，則BO繩的拉力將：繩的拉力將： A. 逐漸減小逐漸減小 B. 逐漸增大逐漸增大 C. 先減小后增大先減小后增大 D. 先增大后減小。先增大后減小。ABOCGa例2 求擋板緩慢的放置水平的過程中小球?qū)醢搴托泵鎵毫Φ淖兓?、正交分解法解平衡問題的步驟二、正交分解法解平衡問題的步驟(1)(1)選擇研究對象、對研究對象進行受選擇研究對象、對研究對象進行受力分析，畫好受力圖；力分析，畫好受力圖；(2)(2)建立直角坐標(biāo)系（原則是盡量減少建立直角坐標(biāo)系（原則是盡量減少力的分解）；將不在坐標(biāo)上的力分解；力的分解）；將不在坐標(biāo)上的力分解；(3)(3)根據(jù)平衡條件列方程根據(jù)平衡條件列方程(

11、4)(4)解方程解方程( (組組) )，必要時驗證結(jié)論。，必要時驗證結(jié)論。 0F0 0 yxFF【例例 1 1 】試求沿斜面勻速下滑的木塊的試求沿斜面勻速下滑的木塊的受到摩擦力的大小。已知木塊質(zhì)量為受到摩擦力的大小。已知木塊質(zhì)量為MM，接觸面動摩擦因數(shù)為，接觸面動摩擦因數(shù)為q q 【 【變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練1 1】 】 如圖所示，用斜向上的如圖所示，用斜向上的外力外力 F F將質(zhì)量為將質(zhì)量為mm的物體推著物體沿的物體推著物體沿豎直墻壁勻速運動，求物體與豎直豎直墻壁勻速運動，求物體與豎直墻壁間的滑動摩擦因數(shù)墻壁間的滑動摩擦因數(shù)為多少？為多少？ F F 【 【例例3 3】 】 如圖所示，質(zhì)量為如圖所示

12、，質(zhì)量為mm的物體的物體放在傾角為放在傾角為的斜面上，它與斜面的斜面上，它與斜面的滑動摩擦因數(shù)為的滑動摩擦因數(shù)為，在水平推力，在水平推力的作用下，物體沿斜面向上勻速滑的作用下，物體沿斜面向上勻速滑動，則物體所受的推力為多少？動，則物體所受的推力為多少？ 有些題是不能用正交分解法來進行求解的，有些題是不能用正交分解法來進行求解的，這些比較特殊的情況要加以積累。這些比較特殊的情況要加以積累。三、三力平衡中的三、三力平衡中的“相似三角形相似三角形”問問題題【 【例例1 1】 】如圖所示，光滑大球固定不動，它的如圖所示，光滑大球固定不動，它的正上方有一個定滑輪，放在大球上的光正上方有一個定滑輪，放在大

13、球上的光滑小球（可視為質(zhì)點）用細繩連接，并滑小球（可視為質(zhì)點）用細繩連接，并繞過定滑輪，當(dāng)人用力繞過定滑輪，當(dāng)人用力F F緩慢拉動細繩時，緩慢拉動細繩時，小球所受支持力為小球所受支持力為NN，則，則NN，F(xiàn) F的變化情的變化情況是：況是：A A、都變大；、都變大； B B、NN不變，不變，F(xiàn) F變?。蛔冃。籆 C、都變小；、都變??； D D、NN變小，變小， F F不變。不變。FR【變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練2 2】 如圖所示，繩與桿均輕如圖所示，繩與桿均輕質(zhì)，承受彈力的最大值一定，質(zhì)，承受彈力的最大值一定，A A端用鉸端用鉸鏈固定，滑輪在鏈固定，滑輪在A A點正上方（滑輪大小點正上方（滑輪大小及摩擦均

14、可不計），及摩擦均可不計），B B端吊一重物。現(xiàn)端吊一重物?，F(xiàn)施拉力施拉力F F將將B B緩慢上拉（均未斷），在緩慢上拉（均未斷），在ABAB桿達到豎直前桿達到豎直前A A、上端繩子上的張力越來越大、上端繩子上的張力越來越大B B、上端繩子上的張力越來越小、上端繩子上的張力越來越小C C、ABAB桿上的彈力越來越大桿上的彈力越來越大D D、ABAB桿上的彈力越來越小桿上的彈力越來越小FAB 整體法與隔離法整體法與隔離法 對于連結(jié)體問題，通常用隔離法，但有時也可采對于連結(jié)體問題，通常用隔離法，但有時也可采用整體法用整體法 如果能夠運用整體法，我們應(yīng)該優(yōu)先采用整體法，如果能夠運用整體法，我們應(yīng)該優(yōu)

15、先采用整體法，這樣涉及的研究對象少，未知量少，方程少，求解簡這樣涉及的研究對象少，未知量少，方程少，求解簡便；便； 不計物體間相互作用的內(nèi)力，或物體系內(nèi)的物體不計物體間相互作用的內(nèi)力，或物體系內(nèi)的物體的運動狀態(tài)相同，一般首先考慮整體法的運動狀態(tài)相同，一般首先考慮整體法 對于大多數(shù)動力學(xué)問題，單純采用整體法并不一對于大多數(shù)動力學(xué)問題，單純采用整體法并不一定能解決，通常采用整體法與隔離法相結(jié)合的方法定能解決，通常采用整體法與隔離法相結(jié)合的方法 例例1 1如圖所示，在兩塊相同的豎直木板間，如圖所示，在兩塊相同的豎直木板間，有質(zhì)量均為有質(zhì)量均為mm的四塊相同的磚，用兩個大小均的四塊相同的磚，用兩個大小

16、均為為F F的水平力壓木板，使磚靜止不動，則左邊的水平力壓木板，使磚靜止不動，則左邊木板對第一塊磚，第二塊磚對第三塊磚的摩木板對第一塊磚，第二塊磚對第三塊磚的摩擦力分別為：擦力分別為：( )( ) A A4mg4mg、2mg2mg B B2mg2mg、0 0 C C2mg2mg、mgmg D D4mg4mg、mgmg41 2 3FFf14mgf12f22mg 1f1B 例例2 2、如圖所示，人的質(zhì)量為、如圖所示，人的質(zhì)量為60kg60kg，木板木板A A的質(zhì)量為的質(zhì)量為30kg30kg，滑輪及繩的質(zhì)，滑輪及繩的質(zhì)量不計，若人想通過繩子拉住木板，量不計，若人想通過繩子拉住木板，他必須用力的大小是

17、他必須用力的大小是 （ ）A. 225N B. 300N C. 450N A. 225N B. 300N C. 450N D. 600ND. 600NAAOABPQ【練習(xí)】有一個直角支架【練習(xí)】有一個直角支架AOBAOB，AOAO水平放置水平放置, ,表面粗表面粗糙糙, ,OBOB豎直向下豎直向下, ,表面光滑。表面光滑。AOAO上套有小環(huán)上套有小環(huán)P P，OBOB上套上套有小環(huán)有小環(huán)QQ，兩環(huán)質(zhì)量均為，兩環(huán)質(zhì)量均為mm，兩環(huán)由一根質(zhì)量可忽略、，兩環(huán)由一根質(zhì)量可忽略、不可伸長的細繩相連，并在某一位置平衡。現(xiàn)將不可伸長的細繩相連，并在某一位置平衡。現(xiàn)將P P環(huán)向環(huán)向左移一小段距離，兩環(huán)再次達到平衡，那么將移動后左移一小段距離，兩環(huán)再次達到平衡，那么將移動后的平衡狀態(tài)和原來的平衡狀態(tài)比較，的平衡狀態(tài)和原來的平衡狀態(tài)比較，AOAO桿對桿對P P環(huán)的支環(huán)的支持力持力F FNN和摩擦力和摩擦力f f的變化情況是的變化情況是A.A.F FNN不變，不變，f f變大變大 B.B.F FNN不變，不變，f f變小變小 C.C.F FNN變大，變大，f f變大變大 D.D.F FNN變大，變大，f f變小變小 結(jié)合物體的運動進行受力分析 如果幾個物體通過某種方式連接起來共同如果幾個物體通過某種方式連接起來共同運動，