專題3 共點(diǎn)力的平衡講義 高一上學(xué)期物理人教版（2019）必修第一冊(cè)

1、 必修一專題3 共點(diǎn)力的平衡力的合成與分解合力與分力：如果一個(gè)力作用在物體上，它產(chǎn)生的_跟幾個(gè)力共同作用產(chǎn)生的_相同，這個(gè)力就叫做那幾個(gè)力的合力，而那幾個(gè)力就叫做這個(gè)力的分力。力合成與分解的根本方法:平行四邊形定則。力的合成：求幾個(gè)已知力的合力，叫做力的合成。共點(diǎn)的兩個(gè)力（F1和F2 ）合力大小F的取值范圍為:。 力的分解:求一個(gè)已知力的分力，叫做力的分解（力的分解與力的合成互為逆運(yùn)算）. 在實(shí)際問(wèn)題中，通常將已知力按力產(chǎn)生的實(shí)際作用效果分解;為方便某些問(wèn)題的研究，在很多問(wèn)題中都采用正交分解法. 兩分力大小一定時(shí)，夾角越大，合力越小 合力一定、兩分力大小相等時(shí)，夾角越大，分力越大。例：兩人共提

2、一桶水，夾角越大越費(fèi)勁【基礎(chǔ)】1.(多選)兩個(gè)力F1和F2間的夾角為,兩力的合力為F,以下說(shuō)法正確的是()A.若F1和F2大小不變,角越小,合力F就越大B.合力F總比分力F1和F2中的任何一個(gè)都大C.如果夾角不變,F1大小不變,只要增大F2,合力F必然增大D.合力F的作用效果與兩個(gè)分力F1和F2共同作用的效果是相同的2.(多選)力是矢量,它的合成與分解遵循平行四邊形定則,則下列關(guān)于大小分別為7 N和9 N的兩個(gè)力的合力的說(shuō)法正確的是() A.合力可能為3 N B.合力不可能為9 NC.合力一定為16 N D.合力可能為2 N3.如圖所示,A、B為同一水平線上的兩個(gè)繞繩裝置,轉(zhuǎn)動(dòng)A、B改變繩的長(zhǎng)

3、度,使光滑掛鉤下的重物C緩慢下降。關(guān)于此過(guò)程繩上拉力大小的變化,下列說(shuō)法中正確的是()A.不變 B.逐漸減小C.逐漸增大 D.不能確定4.(多選)小娟、小明兩人共提一桶水勻速前行,如圖所示。已知兩人手臂上的拉力大小相等且為F,兩人手臂間的夾角為,水和水桶的總重力為G,則下列說(shuō)法中正確的是()A.當(dāng)為120時(shí),F=GB.不管為何值,F=G2C.當(dāng)=0時(shí),F=G2D.越大時(shí),F越小5.如圖所示為兩個(gè)共點(diǎn)力的合力F隨兩分力的夾角變化的圖像,則這兩個(gè)分力的大小可能為()A.1 N和4 N B.2 N和3 NC.1 N和5 N D.2 N和4 N6.有三個(gè)力作用在同一個(gè)物體上,它們的大小分別為F1=30

4、 N,F2=40 N,F3=50 N,且F1的方向與F2的方向垂直,F3的方向可以任意改變,則這三個(gè)力的合力最大值和最小值分別為()A.120 N,0 B.120 N,20 N C.100 N,0 D.100 N,20 N7.一個(gè)力的大小為30 N,將此力分解為兩個(gè)分力,這兩個(gè)分力的大小不可能是() A.10 N、10 N B.20 N、40 NC.200 N、200 N D.700 N、720 N8.(多選)一個(gè)力F分解為兩個(gè)不為零的分力F1、F2,以下說(shuō)法可能正確的是()A.F1、F2與F都在同一直線上 B.F1、F2都小于F2C.F1或F2的大小等于F D.F1、F2的大小都與F相等9.

5、將一個(gè)有確定方向的力F=10 N分解成兩個(gè)分力,已知一個(gè)分力有確定的方向,與F成30夾角,另一個(gè)分力的大小為6 N,則在分解時(shí)() A.有無(wú)數(shù)組解 B.有兩組解 C.有唯一解 D.無(wú)解10.把一個(gè)已知力F分解,要求其中一個(gè)分力F1跟F成30角,而大小未知;另一個(gè)分力F2=33F,但方向未知,則F1的大小可能是()A.F2 B.32F C.233F D.3F11.如圖所示,一個(gè)半徑為r、重為G的光滑均勻球,用長(zhǎng)度為r的細(xì)繩掛在豎直光滑的墻壁上,則繩子的拉力FT和球?qū)Ρ诘膲毫N的大小分別是()A.G,G2 B.2G,GC.3G,3G3 D.233G,3G312.如圖所示,三段不可伸長(zhǎng)的細(xì)繩OA

6、、OB、OC能承受的最大拉力相同,它們共同懸掛一重物,其中OB是水平的,A端、B端分別固定在水平天花板上和豎直墻上。若逐漸增加C端所掛重物的質(zhì)量,則最先斷的繩()A.必定是OAB.必定是OBC.必定是OCD.可能是OB,也可能是OC13.如圖所示,甲、乙、丙三個(gè)物體質(zhì)量相同,與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同,分別受到三個(gè)大小相同方向不同的作用力F,當(dāng)它們滑動(dòng)時(shí),下列說(shuō)法正確的是()A.甲、乙、丙所受摩擦力相同B.甲受到的摩擦力最大C.乙受到的摩擦力最大D.丙受到的摩擦力最大14.(多選)如圖所示,質(zhì)量為m的物體受到推力F作用,沿水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),已知推力F與水平面的夾角為,物體與地面間的動(dòng)摩擦因

7、數(shù)為,則物體所受的摩擦力大小為()A.F cos B.mgC.F D.(mg+F sin )【提高】1.三個(gè)共點(diǎn)力F1=5 N、F2=8 N、F3=10 N作用在同一個(gè)質(zhì)點(diǎn)上,其合力大小范圍正確的是() A.0F23 N B.3 NF23 N C.7 NF23 N D.13 NF23 N2.(多選)已知一個(gè)力F=103 N,可分解為兩個(gè)分力F1和F2,已知F1與F夾角為30(如圖所示),F2的大小為10 N,則F1的大小可能是() A.53 N B.103 NC.10 N D.20 N3.一個(gè)體操運(yùn)動(dòng)員在水平地面上做倒立動(dòng)作,下列哪個(gè)圖中沿每只手臂向下的力最大()4.假期里,一位同學(xué)在廚房里協(xié)

8、助媽媽做菜,對(duì)菜刀產(chǎn)生了興趣。他發(fā)現(xiàn)菜刀的刀刃前部和后部的厚薄不一樣,刀刃前部的頂角小,后部的頂角大(如圖所示),他先后做出了幾種猜想,其中合理的是()A.刀刃前部和后部厚薄不勻,僅是為了外形美觀,跟使用功能無(wú)關(guān)B.在刀背上加上同樣的力時(shí),分開(kāi)其他物體的力跟刀刃厚薄無(wú)關(guān)C.在刀背上加上同樣的壓力時(shí),頂角越大,分開(kāi)其他物體的力越大D.在刀背上加上同樣的壓力時(shí),頂角越小,分開(kāi)其他物體的力越大共點(diǎn)力作用下物體的平衡平衡狀態(tài)一個(gè)物體在力的作用下保持_或_狀態(tài)，就說(shuō)這個(gè)物體處于平衡狀態(tài)。平衡條件在共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件是合外力為零，即。若采用正交分解法求解平衡問(wèn)題，則平衡條件應(yīng)為:在任一方向上,物體

9、所受的合力都為零，即，。 兩種平衡情形靜態(tài)平衡：物體在共點(diǎn)力作用下處于靜止?fàn)顟B(tài) （常用效果分解法、正交分解法解決靜態(tài)平衡問(wèn)題）動(dòng)態(tài)平衡：通過(guò)控制某些物理量，使物體的狀態(tài)發(fā)生緩慢地變化，物體狀態(tài)在變化過(guò)程中可認(rèn)為其速度、加速度均為零，始終處于平衡狀態(tài)，這種平衡稱為動(dòng)態(tài)平衡。“動(dòng)態(tài)平衡”解題常用方法：解析法：如果物體受到多個(gè)力的作用，可進(jìn)行正交分解，利用解析法，建立平衡方程，根據(jù)自變量的變化確定因變量的變化。圖解法：如果物體受到三個(gè)力的作用，其中一個(gè)力的大小、方向均不變，并且還有另一個(gè)力的方向不變，此時(shí)可用圖解法，畫(huà)出不同狀態(tài)下力的矢量圖，判斷各個(gè)力的變化情況。相似三角形法：此法是圖解法的特例，一

10、般研究對(duì)象受繩(桿)或其他物體的約束，且物體受到三個(gè)力的作用，其中的一個(gè)力大小、方向均不變，另外兩個(gè)力的方向都發(fā)生變化，可以用力三角形與幾何三角形相似的方法?！净A(chǔ)】1.如圖所示,有一只重為G的蜻蜓在空中沿虛線方向勻速直線飛行,在此過(guò)程中,蜻蜓受到空氣對(duì)它作用力的方向是()A.a方向 B.b方向C.c方向 D.d方向2.一個(gè)質(zhì)量為3 kg的物體被放置在傾角為=30的固定、光滑斜面上,在如圖所示的甲、乙、丙三種情況下,物體處于平衡狀態(tài)的是(g取10 N/kg)()A.僅甲圖 B.僅丙圖C.僅乙圖 D.甲、乙、丙圖3.城市中的路燈經(jīng)常用三角形的結(jié)構(gòu)懸掛。如圖所示為這類結(jié)構(gòu)的一種簡(jiǎn)化模型。圖中硬桿O

11、B可以繞通過(guò)B點(diǎn)且垂直于紙面的軸轉(zhuǎn)動(dòng),鋼索和桿的重力都可以忽略。如果懸掛物的重力為G,AO與BO間的夾角為。關(guān)于鋼索OA對(duì)O點(diǎn)的拉力和桿OB對(duì)O點(diǎn)的支持力,下列說(shuō)法正確的是()A.鋼索OA對(duì)O點(diǎn)的拉力大小為G tan ,方向沿鋼索向上B.鋼索OA對(duì)O點(diǎn)的拉力大小為Gtan,方向沿鋼索向上C.桿OB對(duì)O點(diǎn)的支持力大小為G tan ,方向沿桿向右D.桿OB對(duì)O點(diǎn)的支持力大小為Gtan,方向沿桿向右4.如圖所示,在一細(xì)繩C點(diǎn)系一重物P,細(xì)繩兩端A、B分別固定在墻上,使AC保持水平,BC與水平方向成30角,已知細(xì)繩最多只能承受200 N的拉力,那么C點(diǎn)懸掛重物的重力最多為多少?這時(shí)細(xì)繩的哪一段即將拉斷

12、?(g取10 N/kg)【提高】1.如圖甲,筆記本電腦底座一般設(shè)置四個(gè)卡位來(lái)調(diào)節(jié)角度。某同學(xué)將電腦放在散熱底座上,為了獲得更好的舒適度,由原卡位4調(diào)至卡位1(如圖乙),電腦始終處于靜止?fàn)顟B(tài),則()A.電腦受到的支持力變大B.電腦受到的摩擦力變小C.電腦受到的支持力與摩擦力兩力大小之和與重力大小相等D.散熱底座對(duì)電腦的作用力始終與電腦重力大小相等、方向相反2.(多選)如圖所示,用繩跨過(guò)定滑輪牽引小船,設(shè)水的阻力不變,則在小船勻速靠岸的過(guò)程中()A.繩子的拉力不斷增大B.繩子的拉力不變C.船所受浮力增大D.船所受浮力變小3.(多選)如圖所示,兩根等長(zhǎng)的輕繩將日光燈懸掛在天花板上,兩繩與豎直方向的夾

13、角都為45,日光燈保持水平,所受重力為G,則()A.兩繩對(duì)日光燈拉力的合力大小為GB.兩繩的拉力和日光燈所受的重力不是共點(diǎn)力C.兩繩的拉力大小分別為22G和22GD.兩繩的拉力大小分別為G2和G24.(多選)一盞電燈重力為G,懸于天花板上的B點(diǎn),在電線O處系一細(xì)線OA,使電線OB與豎直方向的夾角為=30,OA與水平方向成角,如圖所示。現(xiàn)保持O點(diǎn)位置不變,使角由0緩慢增加到90,在此過(guò)程中()A.電線OB上的拉力逐漸減小B.細(xì)線OA上的拉力先減小后增大C.細(xì)線OA上拉力的最小值為12GD.細(xì)線OA上拉力的最小值為32G5.如圖所示,小球放在光滑的墻與裝有鉸鏈的光滑薄板之間,在墻與薄板之間的夾角緩慢地增大到90的過(guò)程中()A.小球?qū)Φ膲毫p小B.小球?qū)Ρ“宓膲毫υ龃驝.小球?qū)Φ膲毫ο葴p小后增大D.小球?qū)Ρ“宓膲毫赡苄∮谇虻闹亓?.(多選)兩物體A、B按如圖所示連接且處于靜止?fàn)顟B(tài),現(xiàn)在給B施加一個(gè)水平力