1、高中物理共点力作用下物体的平衡条件一、 考点突破知识点考纲要求题型说明共点力作用下物体的平衡条件1. 知道共点力的平衡条件;2. 掌握共点力作用下物体的平衡问题的处理方法;3. 理解共点力平衡条件的推论选择题、计算题力学知识是物理学的基础,受力分析又是力学的基础,共点力作用下的物体平衡,尤其是三个共点力的平衡问题,一直是高考的热点,同学们要多加注意二、重难点提示重点:掌握共点力作用下物体的平衡问题的处理方法。难点:共点力平衡条件的推论的应用。1. 共点力作用下物体的平衡(1)平衡状态物体处于静止或匀速直线运动的状态。(2)共点力的平衡条件:F合0或者2. 共点力平衡的几条重要推论(1)二力平衡
2、:如果物体在两个共点力的作用下处于平衡状态,这两个力必定大小相等,方向相反,作用在同一条直线上。(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,其中任意两个力的合力一定与第三个力大小相等,方向相反,作用在同一条直线上。(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合力大小相等,方向相反,作用在同一条直线上。【规律总结】(1)共点的三力平衡时,表示三力的矢量可以形成封闭的矢量三角形。(2)物体受n个力处于平衡状态时,其中(n1)个力的合力一定与剩下的那个力等大反向共线。(3)物体在三个力作用下处于平衡状态,若两个力的作用线相交于一点,则第三力的作用线必过此交
3、点。例题1 用质量为M的吸铁石,将一张质量为m的白纸压在竖直固定的磁性黑板上。某同学沿着黑板面,用水平向右的恒力F轻拉白纸,白纸未移动,则此时黑板对白纸的摩擦力的大小为( )A. FB. mgC. D. 思路分析:对吸铁石和白纸整体,在垂直于黑板的平面内受磁引力、黑板表面的支持力,在平行于黑板平面内受竖直向下的重力(Mm)g、水平拉力F和黑板表面的摩擦力f作用,由于纸未被拉动,所以摩擦力为静摩擦力,根据共点力平衡条件可知,摩擦力f与(Mm)g和F的合力等值反向,因此有f,故选项D正确。答案:D例题2 如图所示,木块受到F1=6N,F2=2N和摩擦力三个水平方向的力作用,静止在水平面上,若撤去F
4、1,木块受到的合力( )A. 等于零 B. 大小为8N,水平向右C. 大小为6N,水平向右 D. 大小为4N,水平向左思路分析:以物体为研究对象,受力分析可知,在水平方向上有,解得此时的静摩擦力,当撤去F1后,物体在水平方向上受到两个力作用:F2和摩擦力,很明显,此时的摩擦力没有达到最大静摩擦力,与F2平衡,故物体所受合力为零。答案:A例题3 在如下所示的A、B、C、D四图中,滑轮本身的重力忽略不计,滑轮的轴O安装在一根轻木杆P上,一根轻绳ab绕过滑轮,a端固定在墙上,b端下面挂一个质量是m的重物,当滑轮和重物都静止不动时,A、C、D图中杆P与竖直方向夹角均为,B图中杆P在竖直方向上,假设A、
5、B、C、D四图中滑轮受到木杆弹力的大小依次为FA、FB、FC、FD,则以下判断中正确的是( )A. FA=FB=FC=FDB. FDFA=FBFCC. FA=FC=FDFBD. FCFA=FBFD思路分析:在A、B、C、D四图中均以滑轮为研究对象,对其受力分析,均受两个绳子的拉力和杆的弹力,滑轮和重物都静止不动,合力均为零,故杆的弹力与两个绳子的拉力的合力等值、反向、共线;两个绳子的拉力大小均等于重物的重力,又在A、B两图中,两个绳子的拉力夹角相同,所以两个绳子的拉力的合力相同,即,C图中两个绳子的拉力夹角最大,根据力的合成知识可知,两个绳子的拉力的合力最小,即最小,在D图中两个绳子的拉力夹角
6、最小,根据力的合成知识可知,两个绳子拉力的合力最大,即最大,故选B。答案:B【方法提炼】 共点力作用下物体平衡的一般解题思路【满分训练】如下图所示,质量为m、横截面为直角三角形的物块ABC,BAC,AB边靠在竖直墙面上,F是垂直于斜面AC的推力。物块与墙面间的动摩擦因数为(1)。现物块静止不动,则()A. 物块可能受到4个力作用B. 物块受到墙的摩擦力的方向一定向上C. 物块对墙的压力一定为FcosD. 物块受到摩擦力的大小可能等于F思路分析:本题的静摩擦力有临界点,假设Fsinmg,则没有摩擦力,物块受mg、F、墙的支持力FN三个力作用。假设Fsinmg,则摩擦力Ff向下,物块受mg、F、墙的支持力FN及Ff四个力作用。故选A、不选B。在各种情况中,物块对墙的压力都等于Fcos,如下图所示,故选C。因最大静摩擦力为FcosF,故不选D。答案:AC第 2 页