高一物理(三) 物体的平衡 【教学结构】本单学习要点是 1
若 n 个力作用在物体同一点上或 n 个力的作用线交于一点,这 n 个力就是共点力
受共点力的物体处于静止或匀速直线运动状态叫物体处于平衡态
具有固定转动轴的物体,处于静止或匀速转动状态也叫处于平衡态,称转动平衡
共点力物体的平衡条件,受共点力的物体处于平衡状态时,这些力的合力为零
反之,物体所受合力为零,它一定处于平衡状态求解共点力平衡问题的步聚一般是①根据题目要求选择研究对象,研究对象的选取是为了解题方便,把已知量和未知量通过研究对象联系起来
② 对研究对象进行受力分析,画出受力图示
③ 解决受三个共点力的物体平衡问题可用图解法
根据三力平衡,其中任意两个力的合力是第三个力的平衡力的思想,运用平行四边形法
根据条件建立直角坐标系,把力都分解到两个相互垂直的坐标轴方向上去,列出方程,解方程,得出结果
有固定转轴物体的平衡条件
力对物体的转动效果,取决于力矩 M
力矩是力 F 与力臂L 的乘积
力臂是转动轴到力的作用线的距离
如果力和转动轴平行,力臂为零,无论力 F 多大,力矩 M 都等于零,该力就不能使物体转动
有固定转轴物体的平衡条件是合力矩为零
(逆时针力矩为正,顺时针力矩为负)也可以表示为顺时针力矩等于逆时针力矩
【解题要点】例 1
如图 22 - (1)所示,重 10N 的物体 A 静止在倾角为 30°的斜面上,试求斜面对物体 A 的支持力和摩擦力的大小
分析解答:物体在斜面上静止,受到重力、支持力、静摩擦力三个力作用,此三个力合力为零
支持力 N 和摩擦力 f 的合力 F 一定与重力 G 等值反向共线,是 G 的平衡力
画出以 N、f为邻边,F 为对角线的平行四边形或包括 N、f、F 的矢量三角形
三个力中任何两个力的合力都是另一个力的平衡力
如图 22-