共點(diǎn)力的平衡及其應(yīng)用

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1、4.3共點(diǎn)力的平衡及其應(yīng)用1．平衡狀態(tài)：物體處于和，我們說(shuō)物體處于平衡狀態(tài)．2．在共點(diǎn)力作用下處于平衡狀態(tài)的物體所受的合外力，即：.3．三力平衡的條件：任意兩個(gè)力的合力與第三個(gè)力大小，方向，作用在上．4．多力平衡條件：物體受到幾個(gè)共點(diǎn)力的作用而平衡時(shí)，其中的任意一個(gè)力必定與余下的其他力的合力．5．解共點(diǎn)力平衡問(wèn)題的基本思路(1)對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析，作出受力圖．(2)物體在三個(gè)力作用下處于平衡狀態(tài)時(shí)，常用的解題方法有：力的分解法、力的合成法．(3)共面的非平行的三個(gè)力平衡時(shí)：其中任意兩個(gè)力的合力必與第三個(gè)力等值反向，且三個(gè)力的作用線必交于一點(diǎn)

2、．(4)物體在三個(gè)或三個(gè)以上力作用下處于平衡狀態(tài)時(shí)，通常應(yīng)用正交分解法．靜止勻速直線運(yùn)動(dòng)F合＝0為零相等相反一條直線平衡一、共點(diǎn)力作用下物體的平衡●要點(diǎn)梳理物體的平衡狀態(tài)一個(gè)物體在共點(diǎn)力作用下，如果保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，則這個(gè)物體就處于平衡狀態(tài)．如光滑水平面上勻速直線滑動(dòng)的物塊；沿斜面勻速直線下滑的木箱；天花板上懸掛的吊燈等，這些物體都處于平衡狀態(tài)．物體處于平衡狀態(tài)時(shí)分為兩類(lèi)：一類(lèi)是共點(diǎn)力作用下物體的平衡；另一類(lèi)是有固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸物體的平衡．在這一節(jié)我們只研究共點(diǎn)力作用下物體的平衡．共點(diǎn)力作用下物體的平衡又分為兩種情形，即靜平衡(物體靜止)和

3、動(dòng)平衡(物體做勻速直線運(yùn)動(dòng))．●疑點(diǎn)辨析對(duì)靜止的理解：靜止與速度v＝0不是一回事．物體保持靜止?fàn)顟B(tài)，說(shuō)明v＝0，a＝0，兩者必須同時(shí)成立．若僅是v＝0，a≠0，如上拋到最高點(diǎn)的物體，此時(shí)物體并不能保持靜止，上拋到最高點(diǎn)的物體并非處于平衡狀態(tài)．所以平衡狀態(tài)是指加速度為零的狀態(tài)，而不是速度為零的狀態(tài)．二、共點(diǎn)力作用下的平衡條件●要點(diǎn)梳理共點(diǎn)力作用下物體處于平衡狀態(tài)的力學(xué)特點(diǎn)是所受合外力F合＝0.例如，圖甲中，放在水平地面上的物體保持靜止，則此物體所受的重力和支持力是一對(duì)平衡力，其合力為零．甲　　　　　　　　　乙又如圖乙中，若物體沿斜面勻速下滑，則f

4、與N的合力必與重力G等大、反向，故仍有F合＝0.●重點(diǎn)解讀(1)若物體在兩個(gè)力同時(shí)作用下處于平衡狀態(tài)，則這兩個(gè)力大小相等、方向相反，且作用在同一條直線上，其合力為零，這就是初中學(xué)過(guò)的二力平衡．(2)若物體在三個(gè)非平行力同時(shí)作用下處于平衡狀態(tài)，則這三個(gè)力必定共面共點(diǎn)(三力匯交原理)，合力為零，稱(chēng)為三個(gè)共點(diǎn)力的平衡，其中任意兩個(gè)力的合力必定與第三個(gè)力大小相等，方向相反，作用在同一條直線上．(3)物體在n個(gè)非平行力同時(shí)作用下處于平衡狀態(tài)時(shí)，n個(gè)力必定共點(diǎn)，合力為零，稱(chēng)為n個(gè)共點(diǎn)力的平衡，其中任意(n－1)個(gè)力的合力必定與第n個(gè)力等值反向，作用在同一直

5、線上．由牛頓第二定律知道，作用于物體上力的平衡是物體處于平衡狀態(tài)的原因，物體處于平衡狀態(tài)是力的平衡的結(jié)果．三、共點(diǎn)力平衡條件的應(yīng)用●重點(diǎn)解讀現(xiàn)實(shí)生活中，物體在力的作用下處于平衡的情況隨處可見(jiàn)，站著的人在重力和地面支持力的作用下，處于靜止的平衡狀態(tài)，這叫做靜態(tài)平衡；跳傘運(yùn)動(dòng)員在降落過(guò)程中，當(dāng)其勻速降落時(shí)，他所受的重力與降落傘的拉力及空氣阻力相平衡，這叫做動(dòng)態(tài)平衡．有時(shí)，物體就整體而言并不處于平衡狀態(tài)，但它可以在某一方向上處于平衡狀態(tài)．如在海面上加速行駛的快艇，在水平方向上做變速運(yùn)動(dòng)，可是它在豎直方向上只受重力和浮力這一對(duì)平衡力作用，因此它在豎直方

6、向上處于平衡狀態(tài)．(1)在共點(diǎn)力作用下物體處于平衡狀態(tài)，則物體所受合力為零，因此物體在任一方向上的合力都為零．(2)如果物體只是在某一方向上處于平衡狀態(tài)，則物體在該方向上合力為零，因此可以在該方向上應(yīng)用平衡條件列方程求解．平衡狀態(tài)的判斷下列物體處于平衡狀態(tài)的是()A．靜止在粗糙斜面上的物體B．物體在光滑斜面上由靜止釋放后沿斜面自由下滑C．在平直公路上勻速行駛的汽車(chē)D．做自由落體運(yùn)動(dòng)的物體在剛開(kāi)始下落時(shí)【解析】在共點(diǎn)力作用下處于平衡狀態(tài)的物體，必然同時(shí)具備兩個(gè)特點(diǎn)：從運(yùn)動(dòng)狀態(tài)來(lái)說(shuō)，物體保持靜止或勻速運(yùn)動(dòng)，加速度為零；從受力情況來(lái)說(shuō)，合力為零．顯然

7、，靜止在粗糙斜面上的物體和勻速行駛的汽車(chē)都處于平衡狀態(tài)，而沿光滑斜面由靜止加速下滑的物體，加速度不等于零，不處于平衡狀態(tài)，做自由落體運(yùn)動(dòng)的物體在剛開(kāi)始下落時(shí)，盡管速度v＝0.但加速度a＝g≠0，合力F＝G≠0，故也不處于平衡狀態(tài)．【答案】AC【方法總結(jié)】判斷物體是否處于平衡狀態(tài)的方法：(1)根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(看運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是靜止，還是勻速運(yùn)動(dòng))(2)根據(jù)物體的受力情況(看合力是否為零)．下列說(shuō)法正確的是()A．豎直上拋物體達(dá)最高點(diǎn)時(shí)，物體處于平衡狀態(tài)B．電梯勻速上升時(shí)，電梯中的人處于平衡狀態(tài)C．豎直彈簧上端固定，下端掛一個(gè)重物，平衡后用力F將它在

8、拉下一段距離后突然撤去力F，重物仍處于平衡狀態(tài)D．只有加速度為零的物體才處于平衡狀態(tài)【解析】因?yàn)橹匚锷仙阶罡唿c(diǎn)時(shí)速度為零，加速度是g，所以物體不處于