1、1. 共点力作用下物体的平衡学 习 目 标知 识 脉 络1.知道平衡状态和平衡力的概念.2.掌握共点力的平衡条件. (重点)3.会用共点力的平衡条件解决有关平衡问题.(难点)共 点 力 作 用 下 物 体 的 平 衡 状 态平衡状态：物体保持静止或匀速直线运动的状态.1.直道上以很大的速度匀速跑过的赛车处于平衡状态.()2.百米竞赛中，运动员在起跑的瞬间，速度为零，处于平衡状态.()3.平衡木上体操运动员做翻转动作时处于平衡状态.()如何判断物体是否处于平衡状态？【提示】物体处于平衡状态的实质是F合0(a0)物体保持静止状态或匀速直线运动状态，我们就说物体处于平衡状态.探讨：速度等于零时，物体
2、一定处于平衡状态吗？【提示】不一定.平衡状态表现为速度始终不变，当物体某一瞬间的速度为零时，但速度要发生变化，即加速度不为零时，就不是平衡状态.1.从运动学的角度理解平衡状态的物体处于静止或匀速直线运动状态，此种状态其加速度为零.即处于平衡状态的物体加速度为零，反过来加速度为零的物体一定处于平衡状态.2.从动力学的角度理解处于平衡状态的物体所受的合外力为零，反过来物体受到的合外力为零，它一定处于平衡状态.3.静态平衡与动态平衡(1)静态平衡是处于静止状态的平衡，合力为零.(2)动态平衡是匀速直线运动状态的平衡，合力为零.物体在共点力作用下，下列说法中正确的是()A.物体的速度在某一时刻等于零时
3、，物体一定处于平衡状态B.物体相对于另一物体保持静止时，物体一定处于平衡状态C.物体所受合力为零时，物体一定处于平衡状态D.物体做匀加速运动时，物体一定处于平衡状态【解析】物体在某时刻的速度为零，所受合力不一定为零，故不一定处于平衡状态，A错误；物体相对于另一物体静止，则说明该物体与另一物体具有相同的速度和加速度，也不一定处于平衡状态，B错误；物体做匀加速运动时，加速度不为零，一定不是平衡状态，D错误；只有C满足平衡条件，C正确.【答案】C若一个物体处于平衡状态，则此物体一定是()A.静止的B.匀速直线运动C.速度为零 D.所受合力为零【解析】平衡状态是指物体处于静止或匀速直线运动的状态，A、
4、B、C错误；处于平衡状态时物体所受的合力为零，根据牛顿第二定律知，物体的加速度为零，D正确.【答案】D关于平衡状态，下列说法正确的是()A.做自由落体运动的物体，在最高点时处于平衡状态B.木块放在斜面体的斜面上，随斜面体一起向右匀速运动，木块处于平衡状态C.木块放在斜面体的斜面上，随斜面体一起向右匀加速运动，木块处于平衡状态D.静止在匀加速运动的列车内的水平桌面上的杯子，处于平衡状态【解析】做自由落体运动的物体在最高点时，速度虽为零，但所受合力不为零，不是平衡状态，A错误；木块与斜面体相对静止，若整体做匀速直线运动，则木块处于平衡状态，若整体做匀加速直线运动，则木块也具有加速度，不是处于平衡状
5、态，B正确，C错误；列车、桌子与杯子整体做匀加速运动，杯子也具有加速度，不是处于平衡状态，D错误.【答案】B“静止”与“v0”的区别(1)物体保持静止状态：说明v0，a0，物体受合外力为零，物体处于平衡状态.(2)物体运动速度v0则有两种可能：v0，a0，物体受合外力不等于零，物体并不保持静止，处于非平衡状态，如上抛到最高点的物体.v0，a0，这种情况与(1)中的静止状态一致.共点力作用下物体的平衡条件1.共点力的平衡条件：合力为零，即F合0.2.力的平衡：作用在物体上的几个力的合力为零，这种情况叫做力的平衡.1.物体处于平衡状态时合外为零，加速度也为零.()2.若物体只受两个力且处于平衡状态
6、，则这两个力必定等大反向.()如图411所示，刚刚启动的汽车速度为零，汽车所受的合力也为零吗？图411【提示】汽车刚刚启运的瞬间，其速度为零，但加速度不为零，所受合外力也不零.1.对共点力作用下物体平衡条件的理解两种表达式.(1)F合0.(2) 分别是将所受的力进行正交分解后，物体在x轴和y轴方向上所受的合力.2.由平衡条件得出的结论如图412所示，轻绳OA一端系于天花板上，与竖直方向的夹角为30，水平轻绳OB的一端系在一物体Q上，Q相对于水平桌面静止，OC绳挂一重为300 N的物体P.试求绳子OA的拉力与物体Q受到的摩擦力的大小.图412【解析】对结点O和物体Q受力分析，如图所示：对结点O，
7、由平衡条件可得，在x方向：FAOsin 30FBO在y方向：FAOcos 30FCO其中，FCOGP300 N对物体Q，由平衡条件可得，FOBfFBO，解得：FAO200 N346 Nf100 N173 N.【答案】346 N(或200 N)173 N(或100 N)(多选)下面关于共点力的平衡与平衡条件的说法正确的是 ()A.如果物体的运动速度为零，则必处于平衡状态B.如果物体的运动速度大小不变，则必处于平衡状态C.如果物体处于平衡状态，则物体沿任意方向的合力都必为零D.如果物体受到三个共点力的作用而处于平衡状态，则任意两个力的合力与第三个力大小相等、方向相反【解析】物体运动速度为零时不一定
8、处于静止状态，A错误.物体运动速度大小不变、方向变化时，不是做匀速直线运动，一定不是处于平衡状态，B错误.物体处于平衡状态时，合力为零，物体沿任意方向的合力都必为零，C正确.任意两个共点力的合力与第三个力等大反向、合力为零，物体处于平衡状态，D正确.【答案】CD一个物体受到三个共点力的作用，如果三个力的大小为如下各组情况，那么有可能使物体处于平衡状态的是()A.1 N4 N7 NB.2 N6 N9 NC.2 N5 N8 N D.6 N8 N6 N【解析】能否使物体处于平衡状态，要看三个力的合力是否可能为零，方法是两个较小力加起来是否大于或等于最大的那个力，如果是就可能.因为两个力的合力范围是|F1F2|FF1F2，若F3在此范围内，就可能与F平衡，故D正确.【答案】D应用平衡条件解题的步骤1.明确研究对象(物体、质点或绳的结点等).2.对研究对象进行受力分析.3.建立合适的坐标系，应用共点力的平衡条件，选择恰当的方法列出平衡方程.4.求解方程，并讨论结果.