1、3.5 共点力的平衡学习目标1、了解生活中的平衡现象,知道什么是平衡状态;2、理解共点力的概念及共点力的平衡条件;3、学会用共点力的平衡条件分析平衡问题。重点难点1、共点力作用下物体的平衡条件及应用(重点)2、熟练运用共点力的平衡条件,解决平衡状态下有关力的计算(重点)3、共点力平衡条件的应用(难点)自主探究一、 共点力(1) 定义:如果几个力共同作用在_上,或者虽不作用在同一点上,但它们的 _,这样一组力叫做共点力。(2) 力的合成的平行四边形,只适用于共点力。二、 平衡状态(1) 平衡状态:物体保持_或_状态。(2) 平衡状态的特征 静止状态特征:v=_、a=_。 匀速直线运动状态特征:v
2、0,a=_。三、 共点力平衡的条件 (1)二力平衡 如图甲所示,N,G两力大小_,方向_,合力为零。 (2)三力平衡 如图乙所示,由平行四边形定则,可求出,的合力F,则转化为_问题,则F和的合力为零。 (3)物体在多个_作用下平衡时,合力总_。四、 共点力平衡条件的应用(1) 解题的一般步骤找研究对象;进行受力分析;选取研究方法;利用平衡条件建立方程;解方程求结果。(2) 方法 整体法; 隔离法。探究思考一、对共点力作用下物体的平衡的理解(1)两种平衡情怀: 静平衡:物体在共点力作用下处于静止状态。 动平衡:物体在共点力作用下处于匀速直线运动状态。(2)“静止”和“v=0”的区别与联系: v=
3、0,a=0时,是静止,是平衡状态 v=0,a0时,不是静止,不是平衡状态【典例一】1、下列各组共点力分别作用在一个物体上,有可能使物体达到平衡状态的是( )A.7N,5N,3N B.3 N,4 N,8 N C.4 N,10 N,5 N D.4 N,12 N,8 N解题思路:7 N和5 N的合力范围为2 N,12 N,3 N在两个力的合力范围之内,则三个力的合力可能为0,能使物体处于平衡状态,故A 正确.3 N和4 N的合力范围为1 N,7 N,8 N不在两个力的合力范围之内,则三个力的合力不可能为0,不能处于平衡状态,故B错误.4 N 和10 N的合力范围为6 N,14 N,5 N不在两个力的
4、合力范围之内,则三个力的合力不可能为0,不能使物体处于平衡状态,故C错误.4 N和 12 N的合力范围为8 N,16 N,8 N在两个力的合力范围之内,则三个 力的合力可能为0,能使物体处于平衡状态,故D正确.答案:AD二、 对共点力作用下物体平衡条件的理解(1) 共点力作用下物体的平衡条件有两种表达式:=0,其中和分别是将力进行正交分解后,在x轴与y轴上的合力。(2) 由平衡条件得出的三个结论:二力作用: 二力等大、反向,是一对平衡力。三力作用:任两力的合力与第三个力等大、反向。多力作用:任一个力与其他所有力的合力等大、反向。【典例二】2、在如下所示的A、B、C、D四图中,滑轮本身的重力忽略
5、不计,滑轮的轴O安装在一根轻木杆P上,一根轻绳以绕过滑轮,a端固定在墙上,b端下面挂一个质量都是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,图B中杆P在竖直方向上,假设A、B、C、D四图中滑轮受到木杆弹力的大小依次为、,则以下判断中正确的是( )A. B. C. D.解题思路:由于两个绳子的拉力大小等于重物的重力大小,大小不变,即四个选项中绳子的拉力是大小相等的,根据平行四边形定则知两个力的夹角越小,则合力越大,即滑轮两边绳子的夹角越小,绳子拉力的合力越大,故D中绳子拉力合力最大,则杆的弹力最大,C中夹角最小,绳子拉力合力最小,则杆的弹力最小,故滑轮受到木杆弹力的
6、大小顺序为.答案:B随堂训练1、下列关于合力的叙述中正确的是()A.合力是原来几个力的等效替代,合力的作用效果与分力的共同作用效果相同B.两个力夹角为,它们的合力随增大而增大C.合力的大小不可能比分力小D.不是同时作用在同一物体上的力也能进行力的合成运算2、水平横梁一端A插在墙壁内,另一端装有一小滑轮B,轻绳的一端C固定于墙壁上,另一端跨过滑轮后悬挂一质量为的重物,如图所示,则滑轮受到轻绳的作用力的大小为(g取)( )A.B.C.D.3、如图所示,有5 000个质量为m的相同小球,将它们用长度相等的轻绳依次连接,再将其左端用轻绳固定在天花板上,右端施加一水平力使全部小球静止。若连接天花板的轻绳
7、与水乎方向的夹角为45,则第2 985个小球 与第2 986个小球之间的轻绳与水平方向的夹角的正切值等于(以下结果均没有进行化简)( )A. B. C. D.4、如图所示.三个相同的轻质弹簧连接在O点.弹簧1的另一端固定在天花板上.且与竖直方向的夹角为.弹簧2水平且右端固定在竖直墙壁上.弹簧3的另一端悬挂质量为m的物体且处于静止状态.此时弹簧1、2、3的形变量分别为.则( )A.B.C.D.5、将两个相同的斜面体同定在水平地面上,并将两块光滑的挡板分别固定在光滑的斜面上,其中一块与斜面垂直,另-块与竖立面平行,然后将两个重力为G、表面粗糙的相同球体分别置于两斜面上的挡板处,如图(a)、图(b)
8、所示,设斜面倾角为,则下列说法正确的是( )A.两球在斜面上都受到摩擦力的作用B.两球在斜面上受到的摩擦力大小之比为1:1C.两挡板对球的支持力大小之比为D.两斜面对球的支持力大小之比为6、如图所示,质量均可忽略的轻绳与轻杆,轻杆A端用铰链固定,滑轮在A点正上方(滑轮大小及摩擦均可不计),B端吊一重物.现将绳的一端拴在杆的B端,用拉力F将B端缓慢上拉,在杆达到竖直前( )A.绳子拉力不变 B.绳子拉力减小C.杆受力增大D.杆受力不变7、如图所示,质量为5kg的物体甲通过三段轻绳悬挂,三段轻绳的结点为0。轻绳OB水平且B端与放在水平面的质量为10kg的物体乙相连,轻绳OA与竖直方向的夹角为37o,物体乙与水平面间的动摩擦因数为0.3,物体A、B都处于静止状态,取,。求:(1)绳OA的拉力多少?(2)物体乙受到的摩擦力多少?