1、-1-1.共点力作用下物体的平衡-2-1.共点力作用下物体的平衡 目标导航 定位方向 知识梳理 构建体系 重难聚焦 释疑解惑 典例透析思维突破 目标导航 定位方向 1.知道平衡状态和共点力的平衡条件.2.会利用共点力平衡的条件解答平衡问题.3.了解静态平衡、物体在特定方向的平衡.-3-1.共点力作用下物体的平衡 目标导航 定位方向 知识梳理 构建体系 重难聚焦 释疑解惑 典例透析思维突破 知识梳理 构建体系 共点力 如果几个力都作用在物体的同一点上,或者几个力的作用线相交于同一点,这几个力就称为共点力.如图,小车、电灯、直杆受到的几个力均为共点力 平衡状态 物体保持静止或者做匀速直线运动的状态
2、叫做平衡状态 -4-1.共点力作用下物体的平衡 目标导航 定位方向 知识梳理 构建体系 重难聚焦 释疑解惑 典例透析思维突破 知识梳理 构建体系 力的平衡条件(1)作用在物体上的几个力的合力为零,叫做力的平衡,公式:F 合=0;分量式:Fx 合=0,Fy 合=0(2)二力平衡条件:二力平衡是指物体在两个共点力的作用下处于平衡状态.这两个力的关系为:大小相等、方向相反,且作用在同一条直线上,即这两个力的合力为零(3)三力平衡条件:三个共点力平衡时,任意两个力的合力必定与第三个力大小相等、方向相反,且作用在同一条直线上,即这三个力的合力为零(4)多力平衡条件:多力平衡时,任意一个力必与其余各力的合
3、力大小相等、方向相反,且作用在同一条直线上,即这些力的合力为零 -5-1.共点力作用下物体的平衡 目标导航 定位方向 知识梳理 构建体系 重难聚焦 释疑解惑 典例透析思维突破 重难聚焦 释疑解惑 探究一 探究二 对平衡状态的理解平衡状态 物体在共点力作用下,保持静止或匀速直线运动 从运动学的角度理解 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 从动力学的角度理解 处于平衡状态的物体所受的合力为零,反过来,物体受到的合力为零,它一定处于平衡状态 平衡状态与力的平衡关系力的平衡是物体平衡状态的条件,物体处于平衡状态是力的平衡的结果 -6-1.共点力作用下物体的平衡 目标
4、导航 定位方向 知识梳理 构建体系 重难聚焦 释疑解惑 典例透析思维突破 重难聚焦 释疑解惑 探究一 探究二 物体平衡问题的解题基本方法解题步骤(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 知识要点(1)物体处于平衡状态时,所受合力为零,因此沿任意方向物体所受的合力均为零(2)如果物体受多个力作用处于平衡状态时,可以灵活选取 x、y 轴,利用正交分解法求出 x、y 轴上的合力,应用 Fx 合=0,Fy 合=0 列方程求解(3)如果物体只在某一方向上处于平衡状态,则该方向
5、上合力为零,因此可以在该方向上应用平衡条件列式求解 -7-1.共点力作用下物体的平衡 目标导航 定位方向 知识梳理 构建体系 重难聚焦 释疑解惑 典例透析思维突破 典例透析 思维突破【例题1】(多选)下列几种情况中,物体处于平衡状态的是()A.静止在粗糙平面上的物体 B.沿光滑斜面自由下滑的物体 C.竖直上抛的物体在到达最高点的时刻 D.在不光滑的水平面上做匀速直线运动的木块 解析:物体处于平衡状态的条件是所受合力为零,其表现为静止或匀速直线运动,因而选项A、D正确;又因沿斜面自由下滑的物体,其加速度为a=gsin,选项B错误;上抛运动的物体在最高点时v=0,但a=g,并非平衡状态,故选项C错
6、误.答案:AD-8-1.共点力作用下物体的平衡 目标导航 定位方向 知识梳理 构建体系 重难聚焦 释疑解惑 典例透析思维突破 典例透析 思维突破 反思(1)判断物体处于平衡状态的依据是F合=0或物体的加速度a=0,只要F合=0或a=0,物体一定处于平衡状态.(2)物体处于平衡状态和物体的速度等于零不是一回事,若v=0,F合=0,则处于平衡状态,而单纯的v=0时,F合不一定等于零,物体不一定处于平衡状态.-9-1.共点力作用下物体的平衡 目标导航 定位方向 知识梳理 构建体系 重难聚焦 释疑解惑 典例透析思维突破 典例透析 思维突破【例题2】如图所示,质量为m=2 kg的直角劈形木块的顶角为=3
7、7,被外力F顶靠在竖直墙上.已知木块与墙间的最大静摩擦力和木块对墙的压力成正比,即fm=kN,比例系数k=0.5,问:垂直作用于BC边的外力F取何值时木块能保持静止状态?(g取10 m/s2,sin 37=0.6,cos 37=0.8)点拨:解答本题时可按以下思路分析:-10-1.共点力作用下物体的平衡 目标导航 定位方向 知识梳理 构建体系 重难聚焦 释疑解惑 典例透析思维突破 典例透析 思维突破 解析:静止的木块受重力mg、推力F、水平弹力N和静摩擦力f四个力的作用(f在图中没有画出,它的方向是竖直向上或竖直向下或无,其大小可能为零).将力F正交分解,如图所示.当F最小时(设为F1),物体刚好不向下滑,fm1竖直向上.则在水平方向上,有N=F1cos;在竖直方向上,有mg=F1sin+kN.联立解得F1=20 N.当F最大时(设为F2),物体刚好不向上滑,fm2竖直向下.则在水平方向上,有N=F2cos;在竖直方向上,有mg+kN=F2sin.联立解得F2=100 N.综合得F的取值范围为20 NF100 N.答案:20 NF100 N
