共点力平衡与受力分析

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1、共点力平衡与受力分析1．共点力作用在物体的同一点或作用线相交于一点的几个力2．平衡状态物体保持匀速直线运动或静止叫平衡状态，是加速度等于零的状态3．共点力作用下的物体的平衡条件物体所受的合外力为零，即。若采用正交分解法求解平面问题，则平衡条件为4．受力分析的基本思路把指定物体（研究对象）在特定的物理情境中所受到的所有外力找出来，并画出受力图，这就是受力分析。（1）受力分析的顺序：先找出重力，再找接触力（弹力、摩擦力），最后分析其他力（电磁力、浮力等）。（2）受力分析的三个判断依据：①从力的概念判断，寻找对应的施力物；②从力的性质判断，寻找产生的原因；③从力的效果判断，寻找是否产生

2、形变或改变运动状态（是静止、匀速直线运动还是有加速度）例1：以下四种情况中，物体处于平衡状态的有（D）A．竖直上抛物体达最高点时B．做匀速圆周运动的物体C．单摆摆球通过平衡位置时D．弹簧振子通过平衡位置时（3）受力分析的方法①隔离法和整体法将研究对象与周围物体分隔获将相对位置不变的物体作为一个整体来分析。②假设法在未知某力是否存在时，可先对其做出存在或不存在的假设，然后在就该力存在于不存在对物体运动状态是否产生影响来判断该力是否存在。③注意要点a．研究对象的受力图，通常只画出根据性质命名的力，不要把按效果分解的分力或合成的合力分析进去，受力图完成后再进行力的合成或分解。4b．区分

3、内力和外力，对几个物体的整体进行受力分析时，这几个物体间的作用力为内力，不能在受力图中出现；当把某一物体单独隔离分析时，原来内力变成了外力，要画在受力图上。c．在难以确定物体的某些受力情况时，可先根据（或确定）物体的运动状态，在运用平衡条件或牛顿运动定律判定未知力。例1：如图，小车M在恒力作用下，沿水平地面作直线运动，由此可判断（CD）A．若地面光滑，则小车一定受三个力作用B．若地面粗糙，则小车可能受三个力作用C．若小车做匀速运动，则小车一定受四个力作用D．若小车做加速运动，则小车可能受三个力作用5．共点力平衡的几种解法（1）力的合成、分解法：对于三力平衡，一般根据“任意两个力的

4、合力与第三个力等大反向”的关系，借助三角函数、相似三角形等手段求解；或将某一力分解到另外的两个力的反方向上，得到的这两个分力势必与另外两个力等大反向；对于多个力的平衡，利用先分解再合成的正交分解法。（2）矢量三角形法：物体受同一平面内三个互不平行的力的作用平衡时，这三个力的矢量箭头首尾相接，构成一个矢量三角形；反之，若三个力矢量箭头首尾相接恰好构成三角形，则这三个力的合力必为零，利用三角形法，根据正弦定理、余弦定理或相似三角形等数学知识可求得未知力。矢量三角形作图分析法，优点是直观、简便，但它仅适于处理三力平衡问题。例1：如图，小木块放在倾角为α的斜面上，他在一个水平向右的力F（

5、）的作用下处于静止状态。以竖直向上为y轴的正方向，则小木块受到斜面的支持力与摩擦力的合力的方向可能是（CD）A．沿y轴正方向B．向右上方，与y轴夹角小于αC．向左上方，与y轴夹角小于αD．向左上方，与y轴夹角大于α（3）相似三角形法：相似三角形法，通常寻找的是一个矢量三角形于一个结构（几何）三角形相似，这一方法也仅能处理三力平衡问题。例1：固定在水平面上的光滑半径为R，球心为O的正上方固定一小定滑轮，细线一端绕过定滑轮。今将小球从图示的初始位置缓慢的拉至B点，在小球到达B点前的过程中，小球对半球的压力FN4、细线的拉力Fr大小变化的情况是（C）A．FN变大，Fr变大B．FN变

6、小，Fr变大C．FN不变，Fr变小D．FN变大，Fr变小（4）正弦定理法：三力平衡时，三个力可构成一封闭三角形，若由题设条件寻找到角度关系，则可用正弦定理列式求解。（5）三力汇交原理：如果一个物体受到三个不平行外力的作用而平衡，这三个力的作用线必在同一平面上，而且必为共点力。例1：如图，粗细不匀的直杆AB用两轻绳OA、O’B吊在两竖直墙上，已知直杆长L，求重心离A段的距离（设A、B两点在同一水平直线上）。.（6）正交分解法：将各力分别分解到x轴上和y轴上，运用两坐标轴上的合力等于零的条件，多用于三个以上共点力作用下的物体平衡。值得注意的是，对x、y方向选择时，尽可能使落在x

7、、y轴上的分力多；被分解的力尽可能使已知力，不宜分解待求力。例1：如图，将一根不能伸长、柔软的轻绳两端分别系于A、B两点上，一物体用动滑轮悬挂在绳上。达到平衡时，两段绳子的夹角为θ1，绳子张力为F1；将绳子B端移至C点，待整个系统达到平衡时，两段绳子间的夹角为θ2，绳子张力为F2；将绳子B端移至D点，待整个系统达到平衡时，两段绳子间的夹角较为θ3，绳子张力为F3，不计摩擦，则（BD）A．θ1=θ2=θ3B．θ1=θ2<θ3C．F1>F2>F3D．F1=F2