物體的平衡相關(guān)知識(shí)點(diǎn)講解總結(jié)

1、 科目：物理 年級(jí)：高三 高三總復(fù)習(xí)第一章 力第四章 物體的平衡策劃：沈宇喆本章知識(shí)結(jié)構(gòu) 1力的概念： 重力、重心彈力、彈力方向摩擦力、靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力2力的合成與分解： （1）共點(diǎn)力的合成平行四邊形法則合力的大小 （2）力的分解：力分解的依據(jù)和唯一解的條件正交分解法3物體的受力分析隔離法與整體法在受力分析中的應(yīng)用4共點(diǎn)力作用下物體的平衡平衡條件：平衡條件的分量表達(dá)式5有轉(zhuǎn)動(dòng)軸物體的平衡平衡條件：一般物體的平衡條件：須同時(shí)滿足： 重點(diǎn)與難點(diǎn)分析 一力的基本概念： 1力的意義：力是物體對(duì)物體的作用：找不到施力物體或受力物體的力不存在.力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，即力是產(chǎn)生加速度的原因.力是物

2、體的動(dòng)量變化率：2力的性質(zhì)：矢量性：力有大小，有方向，合成分解遵守平行四邊形法則.力是滑移矢量，在物體上沿力的作用線改變力的作用點(diǎn)，作用效果不變.當(dāng)物體可以被視作質(zhì)點(diǎn)時(shí)，或當(dāng)力對(duì)物體沒(méi)有轉(zhuǎn)動(dòng)效果時(shí)，力還可以在物體上平移.反之則不可.物質(zhì)性：力不能脫離物體而存在.相互性：力總是成對(duì)出現(xiàn)的.有相互作用的兩個(gè)物體互為施、受力物體，兩個(gè)力互為作用力與反作用力，它們的關(guān)系滿足牛頓第三定律.注意作用力，反作用力與一對(duì)平衡力的區(qū)別.3力的作用效果：靜效果：使物體發(fā)生形變.動(dòng)效果：改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài).4力的三要素：大小、方向、作用點(diǎn).力可以由一條有向線段來(lái)表示.在做力的圖示時(shí)，只能選取一個(gè)標(biāo)度.二幾種常見(jiàn)力：1

3、重力：由于地球吸引而使物體受到的力.產(chǎn)生條件：物體處在地球附近的重力場(chǎng)中.重力是場(chǎng)力，這點(diǎn)類似于電場(chǎng)力和磁場(chǎng)力.大?。篏=mg(g為物體所在位置的重力加速度)重力大小隨物體在地面上的緯度位置和距離地面的高度而變化.重力大小不等于地球?qū)ξ矬w的吸引力，重力是地球?qū)Φ厍虮砻嫔衔矬w的萬(wàn)有引力的分力，如圖1-1所示A點(diǎn)物體所受重力的大小和方向.物體靜止時(shí)，對(duì)豎直懸繩的拉力和對(duì)水平支持面的壓力的大小等于物體的重量.當(dāng)物體處于超重或失重狀態(tài)時(shí)，其本身重量不變.方向：總是豎直向下，而不是指向地心.注意豎直向下不等于垂直接觸面向下.作用點(diǎn)：重心.確定薄板狀物體重心位置的方法：二次懸掛法.所依據(jù)的原理：物體靜止時(shí)

4、，繩拉力與重力大小相等、方向相反，作用在一條直線上，即滿足二力平衡條件.2彈力：發(fā)生形變的物體由于要恢復(fù)形變而對(duì)使之產(chǎn)生形變的物體的力的作用.產(chǎn)生條件：互相接觸、擠壓發(fā)生彈性形變.判斷彈力產(chǎn)生的方法：可以假設(shè)撤掉接觸物，看研究對(duì)象的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是否與給定的狀態(tài)矛盾.也可以假設(shè)彈力存在，看研究對(duì)象的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是否與給定狀態(tài)矛盾.大小：彈簧產(chǎn)生彈力大小由胡克定律F=kx決定，其中x為彈簧形變量.一般物體所受彈力大小及方向由該物體的受力狀態(tài)確定，要具體的問(wèn)題具體分析.方向：彈力方向與物體要恢復(fù)形變的方向一致.規(guī)律為：面面接觸，彈力垂直于兩接觸面的公切面.點(diǎn)面接觸，彈力垂直于面的切面方向.點(diǎn)線接觸，彈力垂直

5、于線.輕繩的拉力方向沿繩的走向，且繩上張力處處相等.桿可提供拉力或支持力，但彈力方向不一定沿桿.作用點(diǎn)：接觸點(diǎn)，物為質(zhì)點(diǎn)時(shí)可移至重心.3摩擦力：相互接觸的物體間存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)時(shí)，在接觸面處產(chǎn)生的阻礙物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的力.產(chǎn)生條件：接觸、接觸面粗糙、接觸面發(fā)生彈性形變、接觸面間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì).判斷靜摩擦力的方法：可以假設(shè)接觸面光滑，此時(shí)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是否與給定狀態(tài)相矛盾.若此時(shí)物體發(fā)生了相對(duì)運(yùn)動(dòng)，則證明靜摩擦力存在，而且此時(shí)物體發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向就是相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向.大?。夯瑒?dòng)摩擦力的大小與物體的接觸面面積及物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān).靜摩擦力是個(gè)變力，它的大小和方向由

6、物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)求出.最大靜摩擦力是靜摩擦力取值范圍的最大值，一般認(rèn)為方向：沿接觸面的切線方向，與物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向相反.注意，運(yùn)動(dòng)物體不一定不受靜摩擦力，靜止物體不一定不受滑動(dòng)摩擦力.摩擦力既可以做阻力，也可以做動(dòng)力.作用點(diǎn)：受力物體的接觸面或被視作質(zhì)點(diǎn)的物體的重心.三物體受力分析的基本方法：隔離法 1選好隔離體：隔離體可以為單個(gè)物體也可是運(yùn)動(dòng)狀態(tài)完全相同的幾個(gè)物體所組成的整體.把研究對(duì)象從相關(guān)體系中隔離出來(lái)，分析周圍物體對(duì)隔離體的力的作用.注意，當(dāng)研究?jī)蓚€(gè)物體之間的相互作用力時(shí)，不能把兩個(gè)物體當(dāng)作整體，要分別再隔離，進(jìn)行分析.2分析受力依據(jù)：各力產(chǎn)生條件（包括假設(shè)法），力的相互

7、性（牛頓第三定律），物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)（牛頓第二定律）.3分析受力順序：先分析場(chǎng)力（重力、電場(chǎng)力、磁場(chǎng)力）再分析接觸力（彈力、摩擦力）.對(duì)于連接體受力分析順序要由易到難. 四力的合成分解及正交分解法：1力的合成：力的合成滿足平行四邊形法則.求多個(gè)力的合力時(shí)，要先求出任意兩個(gè)力的合力，再與第三個(gè)力求合力，直到所有力都合成進(jìn)去最后得到結(jié)果.兩個(gè)共點(diǎn)力大小不變，其合力的大小隨兩個(gè)共點(diǎn)力夾角的增大而減小.合力的大小范圍是：. 合力不一定大于其中任一分力.2力的分解：力的分解是力合成的逆運(yùn)算，同樣遵從平形四邊形法則.一個(gè)力可以分解為無(wú)數(shù)對(duì)分力.分解后的力性質(zhì)及作用點(diǎn)不變.力的分解有唯一一組解的條件：已知合力

8、大小和方向及兩分力的方向，可唯一確定兩分力的大小.已知合力大小和方向及其中一個(gè)分力的大小和方向，可唯一確定另一個(gè)分力的大小和方向.合力大小方向不變，一個(gè)分力方向不變時(shí)，另一個(gè)分力有極值.一般由作圖法確定.一個(gè)分力大小方向確定，合力方向確定時(shí)，另一個(gè)分力有最小值.3正交分解法：當(dāng)物體受三個(gè)以上共點(diǎn)力作用時(shí)，一般選用正交分解法.正確選定直角坐標(biāo)系的原則是：通常選共點(diǎn)力的作用點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，讓盡量多力落在坐標(biāo)軸上，同時(shí)盡量使未知力落在坐標(biāo)軸上，有必要時(shí)要分解加速度. 五物體的平衡：1共點(diǎn)力作用下物體的平衡：物體的平衡可視作為質(zhì)點(diǎn)的平衡問(wèn)題.平衡狀態(tài)：物體靜止或做勻速直線運(yùn)動(dòng).平衡條件：處理平衡問(wèn)題的基

9、本方法；平行四邊形法（合成法、分解法）.正交分解法相似三角形法、直角三角形法、正弦定理及余弦定理法.2有固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸的物體的平衡：平衡狀態(tài)：物體靜止或做勻速轉(zhuǎn)動(dòng).平衡條件：.解題步驟：首先選取研究對(duì)象，確定固定軸.其次對(duì)物體受力分析，找出除軸以外的所有外力及相應(yīng)力臂.再依據(jù)平衡條件列方程求解. 典型例題 例1一物體重量為G，用一水平力F將它壓緊在墻上，開(kāi)始時(shí)重物從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，力F從零開(kāi)始隨時(shí)間正比增大，那么物體受到墻的摩擦力隨時(shí)間的變化圖線，哪個(gè)是正確的？解：分析：F從零正比增大，可寫作 F=kt（k為常數(shù)）開(kāi)始時(shí)重力大于f G物體做加速運(yùn)動(dòng)，加速度越來(lái)越小，當(dāng),重物速度最大，見(jiàn)圖中（B）的t

10、1時(shí)刻.當(dāng)tt1時(shí)刻時(shí)，增大.直到重物速度減為零時(shí)，物體靜止，它受到摩擦力為靜摩擦力f0=G綜上分析，只有圖線B正確.例2質(zhì)量為m的木塊在水平力F的作用下靜止在傾角為的斜面上,如下圖示，若使力F增大，但木塊與斜面仍靜止，若木塊對(duì)斜面壓力為N，斜面對(duì)木塊的摩擦力為f，則：AN一定增大，f一定增大BN不一定增大，f一定增大CN一定增大，f不一定增大DN不一定增大，f一定減小分析：m在水平力F作用下靜止在斜面上，可有向上滑動(dòng)趨勢(shì)，f沿斜面向下；也可能有可能向下滑動(dòng)趨勢(shì)，f沿斜面向上，當(dāng)F逐漸增大時(shí)，f先減小，反向，再增大，題目并未給出初始受力情況，所以f增大，減小，不變均有可能；F增大時(shí)，m對(duì)斜面壓

11、力一定增大，故選項(xiàng)C正確.例3木塊B的質(zhì)量是木板A質(zhì)量的兩倍，將A用繩固定，B恰好能勻速下滑，A與B之間，B與斜面之間的滑動(dòng)摩擦因數(shù)均為，=？分析：設(shè)mA=m,mB=2mB勻速下滑：此題應(yīng)注意：（1）木塊上下兩面均受摩擦力 （2）木塊上下兩面正壓力不同例4將一小球m用細(xì)繩系起，沿半徑為R的半球面緩慢拉起，半球面光滑，試分析拉起過(guò)程中，m對(duì)半球壓力及拉力F的變化情況.解：分析：設(shè)半球半徑為R滑輪到半球距離為h對(duì)m進(jìn)行受力分析見(jiàn)右圖示：線段長(zhǎng)度變化相對(duì)應(yīng)，F(xiàn)逐漸變小.所以,將m沿半球拉上過(guò)程中，m對(duì)半球壓力不變，拉力變小.本章檢測(cè)題A組一選擇題：1右圖中，在力F作用下，物體AB一起以相同速度沿F方

12、向做勻速運(yùn)動(dòng)，則A受到的摩擦力方向?yàn)椋?（A）甲乙圖中A受摩擦力均與F同向 （B）甲乙圖中A受摩擦力均與F反向 （C）甲乙圖中，A均不受摩擦力 （D）甲圖中A不受摩擦力，乙圖中A受摩擦力方向和F相同2將某個(gè)力分解為兩個(gè)分力，那么： （A）合力的大小一定等于兩個(gè)分力大小之和. （B）合力大小一定大于每個(gè)分力的大小 （C）合力大小一定小于每個(gè)分力的大小 （D）合力大小一定大于一個(gè)分力的大小，而小于另一個(gè)分力的大小 （E）合力大小可能比兩個(gè)分力的大小都大，也可能都小.還可能比一個(gè)分力大，比另一個(gè)分力小.3一個(gè)傾角 的光滑斜面固定在豎直墻壁上，為使鐵球靜止于墻與斜面之間.需用一個(gè)對(duì)球的水平推力F作用，

13、則 （A）墻對(duì)球的壓力一定等于F （B）球的重力一定大于F （C）斜面對(duì)球的壓力一定小于G （D）斜面對(duì)球的壓力一定大于G4物體m放在斜面上恰好沿斜面勻速下滑，現(xiàn)用一個(gè)力F作用在m上，F(xiàn)過(guò)m的重心，且豎直向下，則 （A）斜面對(duì)物體壓力增大了 （B）斜面對(duì)物體的摩擦力增大了 （C）物體將沿斜面加速下滑 （D）物體仍保持勻速下滑 5物體受共點(diǎn)力F1F2F3作用而做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則這三個(gè)力大小的可能范圍是： （A）15N，5N，6N （B）3N，6N，4N （C）1N，2N，10N （D）1N，6N，3N6繩通過(guò)動(dòng)滑輪拉住物體G，當(dāng) 逐漸減小時(shí)，為使物體仍能靜止，拉住繩的力F必須： （A）增大 （B

14、）不變 （C）減小 （D）無(wú)法確定7物體m受到水平推力靜止于斜面上，若將F增大，仍使m靜止，則斜面對(duì)m的摩擦力 （A）一定增大 （B）一定減小 （C）為零 （D）增大，減小，為零都可能8F1=F2=1N，分別作用于上下疊放的物體AB上，且A、B均靜止，則AB之間，B與地面間摩擦力大小分別為： （A）1N，0 （B）2N，0 （C）1N，1N （D）2N，1N9人重600N，木板重400N，人與木板，木板與地面間滑動(dòng)摩擦系數(shù)均為0.2，現(xiàn)人用水平力拉繩.使人與木板一起勻速運(yùn)動(dòng). （A）人拉繩的力是200N （B）人拉繩的功是100J （C）人腳給木板的摩擦力向右 （D）人腳與木板間會(huì)發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)

15、10斜面傾角，繩重不計(jì)滑輪無(wú)摩擦，A重G，B重G/2，當(dāng) 增大時(shí)如A仍保持靜止，繩張力為T，A對(duì)斜面壓力為N，A受到的摩擦力為f.則： （A）T將增大 （B）N將減小 （C）f將減小 （D）f將增大11A的重量大于B重量.AB恰好靜止，如將懸點(diǎn)P稍向右移則B： （A）仍靜止 （B）向下運(yùn)動(dòng) （C）向上運(yùn)動(dòng) （D）無(wú)法判斷12物體靜止于水平桌面： （A）桌面對(duì)物體支持力的大小等于物體的重力，這兩個(gè)力是一對(duì)平衡力. （B）物體所受的重力和桌面對(duì)它的支持力是一對(duì)作用和反作用力. （C）物體對(duì)桌面的壓力就是物體的重力，這兩個(gè)是同性質(zhì)的力. （D）物體對(duì)桌面的壓力和桌面對(duì)物體的支持力是一對(duì)相互平衡的力.

16、二填空：13一根輕質(zhì)彈簧在100N拉力作用下長(zhǎng)0.5米.當(dāng)它在300N拉力作用下長(zhǎng)0.65米.則它不受外力作用的長(zhǎng)_米.14右圖中小球重30N，則擋板對(duì)小球的作用力為_(kāi)牛，斜面對(duì)小球支持力為_(kāi)牛.15光滑小球放在光滑墻和木板之間，當(dāng)圖中墻對(duì)小球彈力變_,木板對(duì)小球彈力變_.16右圖中繩OB水平，OA與豎直成300角，若AO與BO能承受的最大拉力為10N和6N，OC能承受足夠大的拉力，為使細(xì)繩不被拉斷，重物G最大為_(kāi)牛.17物體放在光滑水平面上，在大小為40N的水平力Q作用下由西向東運(yùn)動(dòng)，現(xiàn)用F1F2兩個(gè)水平共點(diǎn)力作用代替Q，已知F1方向東偏北300，此時(shí)F2大小不能小于_牛.三計(jì)算題：18一根

17、均勻長(zhǎng)木板，質(zhì)量為M，放在地面上，一個(gè)質(zhì)量為m的人站在板中間，將繩一端拴在板上，人用力拉繩，使板右端剛好離開(kāi)地面，求人拉繩力？19水平地面與豎直墻面均光滑，半徑為R的球重量為G，木塊高為h，用水平力F推動(dòng)木塊，恰好使球剛離開(kāi)地面，求力F至少多大？ (18題) （19題）檢測(cè)題答案1、D 2、E 3、D 4、A、B、D 5、B 6、A 7、D 8、A 9、B、C 10、B、D 11、B 12、A13、0.50M14、15、變小、變小16、17、20N18、B端剛好離開(kāi)地面，人拉繩力為T以人和木板整體為研究對(duì)象，以A為軸：轉(zhuǎn)動(dòng)平衡：19球與木塊均處于共點(diǎn)力平衡狀態(tài)B組 1重為G的均勻橫梁OB，一端

18、用鋼索AB拉著，另一端固定在轉(zhuǎn)軸O上，如圖所示，如果掛在橫梁上的重物P向軸O移動(dòng)，試寫出鋼索拉力T隨重物與軸O間距離x而變化的函數(shù)式，并定性做出其圖象.2相距4m的兩根豎直桿上掛一根長(zhǎng)5m的細(xì)繩，繩子兩端高度差為h，繩上有一直徑很小的滑輪，下方掛一個(gè)重180N的重物，如圖所示.已知滑輪可在繩上無(wú)摩擦滑動(dòng)，滑輪與繩子質(zhì)量均不計(jì)，試求重物靜止時(shí)，滑輪兩側(cè)繩子拉力T1、T2各是多大？并討論h對(duì)繩子拉力的影響.3如圖所示，物體的質(zhì)量為2kg，兩根輕細(xì)繩AB和AC一端連接于豎直墻上，另一端系于物體上，在物體上另施加一個(gè)方向與水平成=60的拉力，若要使繩都能伸直，求拉力F的大小范圍？4如圖所示，整個(gè)裝置處

19、于靜止?fàn)顟B(tài)，PQ為水平放置的光滑細(xì)長(zhǎng)桿，質(zhì)量均為m的兩小球 A、B穿于其上.兩球用長(zhǎng)度均為L(zhǎng)的輕線結(jié)于O點(diǎn)，A、B球間桿上有一勁度系數(shù)為K的被壓縮的輕彈簧（在彈性限度內(nèi)），這時(shí)彈簧的長(zhǎng)度也為L(zhǎng).E為質(zhì)量不計(jì)的光滑定滑輪，質(zhì)量為m/2的C球用輕繩跨過(guò)定滑輪與置于水平地面上質(zhì)量為2m的D球相連，求彈簧的原長(zhǎng)？5如圖所示，質(zhì)量不計(jì)的桿O1B和O2A長(zhǎng)度均為L(zhǎng)，O1和O2為光滑固定轉(zhuǎn)軸，A處有一凸起物擱在O1B的中點(diǎn)，B處用繩系在O2A的中點(diǎn)，此時(shí)兩短桿便組成一根長(zhǎng)桿，今在O1B桿的C點(diǎn)（C為AB的中點(diǎn)）懸掛一重量為G的物體，則A處受到的支撐力大小為_(kāi)，B處繩的拉力大小為_(kāi).6如圖所示，斜坡與水平面夾角為，兩個(gè)人一推一拉使物