第 3 节 力的平衡 【学习目标】1、理解共点力作用下的物体平衡条件及其在解题中的应用
2、掌握几种常见的平衡问题的解题方法
【自主学习】1.共点力物体同时受几个力的作用,如果这几个力都作用于物体的 或者它们的作用线交于 ,这几个力叫共点力
注意:互为共点力的那几个力不一定作用点作用在同一点上,但它们的作用线一定相交于同一点2.平衡状态:一个物体在共点力作用下,如果保持 或 运动,则该物体处于平衡状态.注意:若遇到物体在缓慢移动的问题,则可以把该物体在每一时刻均可视为受力平衡
3.平衡条件:物体所受合外力 .其数学表达式为:F 合= 或 Fx 合= Fy 合= ,其中 Fx 合为物体在 x 轴方向上所受的合外力,Fy 合为物体在 y 轴方向上所受的合外力.【典型例题】例 1 如图,位于水平桌面上的物块 P,由跨过定滑轮的轻绳与物块 Q 相连,从滑轮到 P和到 Q 的两段绳都是水平的.已知 Q 与 P 之间以及 P 与桌面之间的动摩擦因数都是 μ,两物块的质量都是 m,滑轮的质量、滑轮轴上的摩擦都不计,若用一水平向右的力 F 拉 P 使它做匀速运动,则 F 的大小为( ) A.4μmg B.3μmg C.2μmg D.μmg [分析] 首先对 Q 进行受力分析,弄清滑动摩擦力的方向,根据平衡条件求出绳对 Q 的拉力 F1,进而对 P 进行受力分析,弄清两个接触面上的滑动摩擦力的大小和方向,最后根据平衡条件求出 F 的大小.[解答]以 Q 为研究对象,Q 相对 P(即以 P 为参考系)向左运动,所以 Q 受到水平向右的滑动摩擦力 f1作用,Q 的受力情况如图甲所示.以 P 为研究对象,P 相对 Q 向右运动,所以 Q 对 P 的滑动摩擦力f1′方向水平向左(也可以根据牛顿第三定律判断 f1′的方向);P相对地面向右运动,所以地面对 P 的滑动摩擦力 f2水平向左,P 的受力情况