高一物理人教版必修一 34共點(diǎn)力的平衡之處理靜態(tài)平衡問(wèn)題常用的方法

1、共點(diǎn)力的平衡之處理靜態(tài)平衡問(wèn)題常用的方法重/難點(diǎn)重點(diǎn)：共點(diǎn)力的平衡。難點(diǎn)：解三個(gè)共點(diǎn)力作用下物體平衡問(wèn)題的常用方法。重/難點(diǎn)分析重點(diǎn)分析：如果物體在兩個(gè)共點(diǎn)力的作用下處于平衡狀態(tài)，這兩個(gè)力必定大小相等，方向相反。如果物體在三個(gè)共點(diǎn)力的作用下處于平衡狀態(tài)，其中任意兩個(gè)力的合力一定與第三個(gè)力大小相等，方向相反。如果物體受多個(gè)力作用處于平衡狀態(tài)，其中任何一個(gè)力與其余力的合力大小相等，方向相反。難點(diǎn)分析：解共點(diǎn)力作用下物體平衡問(wèn)題的常用方法有以下幾種：（1）力的合成、分解法。（2）矢量三角形法。（3）正交分解法。（4）正弦定理法。（5）三力匯交原理。突破策略一、共點(diǎn)力物體同時(shí)受幾個(gè)力的作用，如果這幾個(gè)

2、力都作用于物體的同一點(diǎn)或者它們的作用線交于同一點(diǎn)，這幾個(gè)力叫共點(diǎn)力。能簡(jiǎn)化成質(zhì)點(diǎn)的物體受到的力可視為共點(diǎn)力。二、平衡狀態(tài)物體保持靜止或勻速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)（或有固定轉(zhuǎn)軸的物體勻速轉(zhuǎn)動(dòng)）注意：這里的靜止需要二個(gè)條件，一是物體受到的合外力為零，二是物體的速度為零，僅速度為零時(shí)物體不一定處于靜止?fàn)顟B(tài)，如物體做豎直上拋運(yùn)動(dòng)達(dá)到最高點(diǎn)時(shí)刻，物體速度為零，但物體不是處于靜止?fàn)顟B(tài)，因?yàn)槲矬w受到的合外力不為零。共點(diǎn)力的平衡：如果物體受到共點(diǎn)力的作用，且處于平衡狀態(tài)，就叫做共點(diǎn)力的平衡。共點(diǎn)力的平衡條件：為使物體保持平衡狀態(tài)，作用在物體上的力必須滿足的條件，叫做兩種平衡狀態(tài)：靜態(tài)平衡v=0;a=0, 動(dòng)態(tài)平衡v0;a=

3、0 瞬時(shí)速度為0時(shí),不一定處于平衡狀態(tài)。 如:豎直上拋?zhàn)罡唿c(diǎn)。只有能保持靜止?fàn)顟B(tài)而加速度也為零才能認(rèn)為是平衡狀態(tài)。物理學(xué)中的“緩慢移動(dòng)”一般可理解為動(dòng)態(tài)平衡。三、共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件（1）物體受到的合外力為零即F合=0，其正交分解式為F合x(chóng)=0；F合y=0。（2）某力與余下其它力的合力平衡（即等值、反向）。二力平衡：這兩個(gè)力大小相等，方向相反，作用在同一直線上，并作用于同一物體(要注意與一對(duì)作用力與反作用力的區(qū)別)。三力平衡：三個(gè)力的作用線(或者反向延長(zhǎng)線)必交于一個(gè)點(diǎn),且三個(gè)力共面。稱為匯交共面性。其力大小符合組成三角形規(guī)律。三個(gè)力平移后構(gòu)成一個(gè)首尾相接、封閉的矢量形；任意兩個(gè)力的合力

4、與第三個(gè)力等大、反向(即是相互平衡)。推論：非平行的三個(gè)力作用于物體而平衡，則這三個(gè)力一定共點(diǎn)。幾個(gè)共點(diǎn)力作用于物體而平衡，其中任意幾個(gè)力的合力與剩余幾個(gè)力（一個(gè)力）的合力一定等值反向。三力匯交原理：當(dāng)物體受到三個(gè)非平行的共點(diǎn)力作用而平衡時(shí)，這三個(gè)力必交于一點(diǎn)。說(shuō)明：物體受到N個(gè)共點(diǎn)力作用而處于平衡狀態(tài)時(shí),取出其中的一個(gè)力,則這個(gè)力必與剩下的（N-1）個(gè)力的合力等大反向。若采用正交分解法求平衡問(wèn)題，則其平衡條件為：；求解平衡問(wèn)題的一般步驟：選對(duì)象，畫(huà)受力圖，建坐標(biāo)，列方程?！靖哳l考點(diǎn)突破】考點(diǎn)1、物體的受力分析物體的受力分析是解決力學(xué)問(wèn)題的基礎(chǔ)，同時(shí)也是關(guān)鍵所在，一般對(duì)物體進(jìn)行受力分析的步驟如

5、下：1. 明確研究對(duì)象。在進(jìn)行受力分析時(shí)，研究對(duì)象可以是某一個(gè)物體，也可以是保持相對(duì)靜止的若干個(gè)物體。在解決比較復(fù)雜的問(wèn)題時(shí)，靈活地選取研究對(duì)象可以使問(wèn)題簡(jiǎn)化。研究對(duì)象確定以后，只分析研究對(duì)象以外的物體施予研究對(duì)象的力（既研究對(duì)象所受的外力），而不分析研究對(duì)象施予外界的力。2按順序找力。必須是先場(chǎng)力（重力），后接觸力；接觸力中必須先彈力，后摩擦力（只有在有彈力的接觸面之間才可能有摩擦力）。3畫(huà)出受力示意圖，標(biāo)明各力的符號(hào)。4需要合成或分解時(shí)，必須畫(huà)出相應(yīng)的平行四邊形?！纠?】如圖所示，物體A靠在豎直墻面上，在力F作用下，A、B保持靜止。物體B的受力個(gè)數(shù)為（ ）A. 2 B. 3 C. 4 D.

6、 5【解析】以物體B為研究對(duì)象，B受重力，向上的外力F，A對(duì)B的壓力N，物體B有相對(duì)A上移的運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，故A對(duì)B的靜摩擦力沿斜邊向下。如圖所示：【答案】C【規(guī)律總結(jié)】進(jìn)行受力分析時(shí)必須首先確定研究對(duì)象，再分析外界對(duì)研究對(duì)象的作用，本題還可以分析A的受力?？键c(diǎn)2、共點(diǎn)力作用下的物體的平衡【例2】如圖所示，獵人非法獵猴，用兩根輕繩將猴子懸于空中，猴子處于靜止?fàn)顟B(tài)。以下相關(guān)說(shuō)法正確的是（ ）A猴子受到三個(gè)力的作用B繩拉猴子的力和猴子拉繩的力相互平衡C地球?qū)镒拥囊εc猴子對(duì)地球的引力是一對(duì)作用力和反作用力D人將繩子拉得越緊，猴子受到的合力越大【解析】以猴子為研究對(duì)象，猴子受自身的重力和兩根繩子的拉力

7、，共三個(gè)力，繩子拉猴子的力和猴子拉繩子的力是作用力和反作用力，地球?qū)镒拥囊秃镒訉?duì)地球的引力也是一對(duì)相互作用力，繩子拉得越緊，猴子仍然處于靜止?fàn)顟B(tài)，合力仍然為零?！疽?guī)律總結(jié)】要區(qū)分平衡力和一對(duì)相互作用力?？键c(diǎn)3、 共點(diǎn)力平衡的處理方法 1. 三力平衡的基本解題方法 （1）力的合成、分解法： 即分析物體的受力，把某兩個(gè)力進(jìn)行合成，將三力轉(zhuǎn)化為二力，構(gòu)成一對(duì)平衡力，二是把重力按實(shí)際效果進(jìn)行分解，將三力轉(zhuǎn)化為四力，構(gòu)成兩對(duì)平衡力。（2）相似三角形法: 利用矢量三角形與幾何三角形相似的關(guān)系，建立方程求解力的方法。應(yīng)用這種方法，往往能收到簡(jiǎn)捷的效果。2. 多力平衡的基本解題方法：正交分解法 利用正交分解方法解體的一般步驟：（1）明確研究對(duì)象；（2）進(jìn)行受力分析；（3）建立直角坐標(biāo)系，建立坐標(biāo)系的原則是讓盡可能多的力落在坐標(biāo)軸上，將不在坐標(biāo)軸上的力正交分解；（4）x方向，y方向分別列平衡方程求解?！纠?】?jī)A角為的斜面上有質(zhì)量為m的木塊，它們之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為。現(xiàn)用水平力F推動(dòng)木塊，如圖所示，使木塊恰好沿斜面向上做勻速運(yùn)動(dòng)。若斜面始終保持靜止，求水平推力F的大小?！窘馕觥糠治鑫矬w受力情況如圖所示： 由于物體處于平衡狀態(tài)，則有：沿斜面方向: 垂直與斜面方向: 又 解得：?！疽?guī)律總結(jié)】多力平衡問(wèn)題宜采用正交分解法，采用