《共點力平衡條件的應(yīng)用》

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1、第2節(jié)共點力平衡條件的應(yīng)用1．物體處于平衡狀態(tài)時，其合力為零，物體在某個方向上合力為零時，該物體在這個方向上也處于平衡狀態(tài)。2．解決共點力作用下的物體平衡問題的基本方法有：力的合成法和分解法、整體法和隔離法、相似三角形法等。3．平衡分為穩(wěn)定平衡、不穩(wěn)定平衡和隨遇平衡。共點力平衡條件的應(yīng)用1．物體的靜態(tài)平衡物體所受的為零，處于的平衡狀態(tài)。2．物體在某個方向上的平衡若運動的物體在某個方向上的，則在該方向上物體處于狀態(tài)。合力靜止合力為零平衡[重點詮釋]1．選取研究對象的方法(1)整體法：對物理問題的整個系統(tǒng)或整個過程進行分析、研究的方法。(2)隔離法：從研究問題的方便性出發(fā)，將物體系統(tǒng)中

2、的某一部分隔離出來單獨分析研究的方法。(3)整體法、隔離法的選取原則：通常在分析外力對系統(tǒng)的作用時，用整體法；在分析系統(tǒng)內(nèi)各物體(或一個物體的各部分)間相互作用時，用隔離法；有時解答一個問題需要多次選取研究對象，整體法和隔離法交替應(yīng)用。2．處理共點力平衡時常用的方法(1)合成法與分解法：對于三力平衡問題，具體求解時有兩種思路：一是將某兩個力進行合成，將三力轉(zhuǎn)化成二力，構(gòu)成一對平衡力；二是將某個力沿另兩個力的反方向進行分解，將三力轉(zhuǎn)化為四力，構(gòu)成兩對平衡力，該法常用于三力中有兩個力相互垂直的平衡問題。(2)正交分解法：物體所受的合力為零，則在任一方向上物體所受的合力都為零，如果把物體

3、所受的各個力進行正交分解，即將各力分別分解到x軸和y軸上，則共點力作用下物體的平衡條件還可以表示為：Fx合＝0，F(xiàn)y合＝0。(3)相似三角形法：“相似三角形”的主要性質(zhì)是對應(yīng)邊成比例，對應(yīng)角相等。在物理中，一般當(dāng)涉及矢量運算，又構(gòu)建了三角形時，若該三角形與圖中的某幾何三角形為相似三角形，則可用相似三角形法解題。圖4－2－1(4)矢量三角形法：物體受同一平面內(nèi)三個互不平行的力作用平衡時，這三個力的矢量箭頭首尾相接(如圖4－2－1所示)，構(gòu)成一個矢量三角形。若三個力的矢量箭頭首尾相接恰好構(gòu)成三角形，則這三個力的合力必為零。利用三角形法，根據(jù)正弦定理、余弦定理或相似三角形等數(shù)學(xué)知識可求得

4、未知力。矢量三角形作圖分析法優(yōu)點是直觀、簡便，但它僅適于解決三力平衡問題。圖4－2－21.如圖4－2－2所示，一箱蘋果沿著傾角為θ的斜面，以速度v勻速下滑。在箱子的中央有一個質(zhì)量為m的蘋果，它受到周圍蘋果對它的作用力的方向()A．沿斜面向上B．沿斜面向下C．豎直向上D．垂直斜面向上解析：箱子沿斜面勻速下滑，處于平衡狀態(tài)，此時箱子中央質(zhì)量為m的蘋果所受合外力為零，質(zhì)量為m的蘋果所受重力豎直向下，故周圍蘋果對它的作用力方向豎直向上，C正確，A、B、D錯誤。答案：C平衡的穩(wěn)定性1.平衡的分類處于平衡狀態(tài)的物體在受到外力的微小擾動而偏離平衡位置時，若物體能到原先的狀態(tài)，這樣的平衡叫做穩(wěn)定平

5、衡；若物體回到原先的狀態(tài)，這種平衡叫做不穩(wěn)定平衡；若物體在新的位置也能平衡，這種平衡叫做隨遇平衡。自動恢復(fù)不能自動2．決定平衡穩(wěn)定性的因素平衡能否穩(wěn)定取決于重力作用線與的相對位置。3．穩(wěn)度物體的穩(wěn)定程度。支持面2．下列關(guān)于平衡種類的說法正確的是()A．穩(wěn)定平衡的物體受到擾動后重心會升高B．不穩(wěn)定平衡的物體受到擾動后重心會升高C．隨遇平衡的物體受到擾動后重心會降低D．以上說法都不正確解析：不穩(wěn)定平衡的物體受到擾動后重心會降低，B項錯；隨遇平衡的物體受到擾動后重心高度不變，C項錯。本題正確選項是A。答案：A求解平衡問題的常用方法[例1]如圖4－2－3所示，質(zhì)量為m1的物體甲通過三段輕繩

6、懸掛，三段輕繩的結(jié)點為O。輕繩OB水平且B端與放置在水平面上的質(zhì)量為m2的物體乙相連，輕繩OA與豎直方向的夾角θ＝37°，物體甲、乙均處于靜止?fàn)顟B(tài)。(已知：sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，tan37°＝0.75，g取10m/s2。設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力)求：圖4－2－3(1)輕繩OA、OB受到的拉力是多大？(2)物體乙受到的摩擦力是多大？方向如何？(3)若物體乙的質(zhì)量m2＝4kg，物體乙與水平面之間的動摩擦因數(shù)為μ＝0.3，則欲使物體乙在水平面上不滑動，物體甲的質(zhì)量m1最大不能超過多少？[思路點撥]解答本題時應(yīng)把握以下三點：(1)平衡時結(jié)點O受平衡力作用，三個力的

7、合力為零。(2)OB繩的拉力與乙所受摩擦力平衡。(3)甲的質(zhì)量最大時乙所受摩擦力達最大值。(1)對處于平衡的物體受力分析時，采用合成法和分解法均可，但要注意研究的對象。(2)分解法和平衡法區(qū)別：①研究對象不同：力的分解法研究的是某一個力，而平衡法研究的是處于平衡狀態(tài)的某一物體或某一點。②解題的依據(jù)不同：力的分解法是根據(jù)某個力的作用效果，而平衡法是根據(jù)物體的受力平衡條件。在上例中，若物體甲的質(zhì)量為m1″＝2kg，物體乙與水平面之間的動摩擦因數(shù)為μ＝0.3，則欲使物體乙在