高中物理学习材料(灿若寒星**整理制作)共点力的平衡条件及其应用一、知识点整合1物体的受力分析物体的受力分析是解决力学问题的基础,同时也是关键所在,一般对物体进行受力分析的步骤如下:1.明确研究对象.在进行受力分析时,研究对象可以是某一个物体,也可以是保持相对静止的若干个物体.在解决比较复杂的问题时,灵活地选取研究对象可以使问题简化.研究对象确定以后,只分析研究对象以外的物体施予研究对象的力(既研究对象所受的外力),而不分析研究对象施予外界的力.2.按顺序找力.重力、弹力、后摩擦力(只有在有弹力的接触面之间才可能有摩擦力).3.画出受力示意图,标明各力的符号4.需要合成或分解时,必须画出相应的平行四边形【例1】(2007年山东卷)如图所示,物体A靠在竖直墙面上,在力F作用下,A、B保持静止.物体B的受力个数为()A.2B.3C.4D.5【解析】以物体B为研究对象,B受重力,向上的外力F,A对B的压力N,物体B有相对A上移的运动的趋势,故A对B的静摩擦力沿斜边向下.如图所示:【答案】C【规律总结】进行受力分析时必须首先确定研究对象,再分析外界对研究对象的作用,本题还可以分析A的受力,同学不妨一试.2共点力作用下的物体的平衡1.共点力:几个力如果作用在物体的,或者它们的作用线,这几个力叫共点力.fFNGB2.平衡状态:物体的平衡状态是指物体.3.平衡条件:共点力平衡的条件为物体受合力为0推论:(1)共点的三力平衡时,其中任意两个力的合力与第三个力等大反向.(2)物体受n个力处于平衡状态时,其中n-1个的合力一定与剩下的那个力等大反向.【例2】人站在自动扶梯的水平踏板上,随扶梯斜向上匀速运动,如图所示.以下A.人受到重力和支持力的作用B.C.人受到的合外力不为零D.人受到的合外力方向与速度方向相同答案A解析由于人做匀速运动,所以人所受的合外力为零,水平方向不可能受力的作用二、共点力平衡的处理方法1.三力平衡的基本解题方法(1)力的合成、分解法:即分析物体的受力,把某两个力进行合成,将三力转化为二力,构成一对平衡力。例如:(3)如图所示,质量为m的楔形物块,在水平推力F作用下,静止在倾角为θ的光滑固定斜面上,则楔形物块受到的斜面支持力大小为()A.FsinθB.sinFC.mgcosθD.cosmg解析:以楔形物体为研究对象,分析其受力如图所示,根据平衡条件解得N=sinF=cosmg(4)如图1所示,用一个三角支架悬挂重物,已知AB杆所受的最大压力为2000N,AC绳所受最大拉力为1000N,∠α=30°,为不使支架断裂,求悬挂物的重力应满足的条件?[分析]悬绳A点受到竖直向下的拉力F=G,这个拉力将压紧水平杆AB并拉引绳索AC,所以应把拉力F沿AB、CA两方向分解,设两分力为F1、F2,画出的平行四边形如图2所示。[解]由图2可知:mgFN因为AB、AC能承受的最大作用力之比为当悬挂物重力增加时,对AC绳的拉力将先达到最大值,所以为不使三角架断裂,计算中应以AC绳中拉力达最大值为依据,即取F2=F2m=1000N,于是得悬挂物的重力应满足的条件为Gm≤F2sin30°=500N,小试身手:1如图所示,一个重10N的光滑重球被一根细绳挂在竖直墙壁上的A点,绳子和墙壁的夹角θ为37°,(取cos37°=0.8,sin37°=0.6.)求:(1)绳子对重球的拉力T的大小.(2)墙壁对重球的支持力N的大小.小试身手:2如图所示,两根轻绳AO与BO所能承受的最大拉力大小相同,轻绳长度AO<BO,若把所吊电灯的重力逐渐增大,则A.AO绳先被拉断B.BO绳先被拉断C.AO绳和BO绳同时被拉断D.条件不足,无法判断小试身手:3如图所示,一个半球形的碗放在桌面上,碗口水平,O点为其球心,碗的内表面及碗口是光滑的。一根细线跨在碗口上,线的两端分别系有质量为m1和m2的小球,当它们处于平衡状态时,质量为m1的小球与O点的连线与水平线的夹角为60。则两小球的质量比12mm为()A、33B、32C、23D、22(3)相似三角形法:利用矢量三角形与几何三角形相似的关系,建立方程求解力的方法.应用这种方法,往往能收到简捷的效果。例如:4如图所示,固定在水平面上的光滑半球,球心O的正上方固定一个小定滑轮,细绳一端拴一小球,小球置于半球面上的A点,另一端绕过定滑轮,如图所示.今缓慢拉...