【高一物理精华】共点力平衡

第4讲受力分析、共点力的平衡条件一、受力分析•1．受力分析的顺序•先找场力(重力、电场力、磁场力)，再找接触力(弹力、摩擦力)，最后分析其他力。•2．受力分析的常用方法•(1)整体法和隔离法：•当物理情景中涉及物体较多时，就要考虑采用整体法和隔离法。•①整体法•求系统受到的外力且各物体运动状态相同可采用整体法。•②隔离法•求物体之间的作用力，物体必须从系统中隔离出来，独立地进行受力分析，列出方程。•③联系：牛顿第三定律•整体法和隔离法有时要交叉使用，运用力的相互作用原理从整体法过渡到隔离法。(2)假设法：在未知某力是否存在时，可先对其作出存在或不存在的假设，然后再就该力存在与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。•例1、用一轻绳将小球P系于光滑墙壁上的O点，在墙壁和球P之间夹有一矩形物Q，如图所示，P、Q均处于静止状态，则下列相关说法正确的是()•A．Q物体受3个力•B．P物体受3个力•C．若绳子变短，Q受到的静摩擦力将增大•D．若绳子变长，绳子的拉力将变小•例2(2010·安徽理综)L型木板P(上表面光滑)放在固定斜面上，轻质弹簧一端固定在木板上，另一端与置于木板上表面的滑块Q相连，如图所示．若P、Q一起沿斜面匀速下滑，不计空气阻力．则木板P的受力个数为()•A．3B．4•C．5D．6•例题3、(2012·高考最后一卷)如图所示，在恒力F作用下，a、b两物体一起沿粗糙竖直墙面匀速向上运动，则关于它们受力情况的说法正确的是••A．a一定受到4个力•B．b可能受到4个力•C．a与墙壁之间一定有弹力和摩擦力•D．a与b之间一定有摩擦力.巩固如图所示，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α＝90°，质量为m2的小球位于水平地面上，设此时质量为m2的小球对地面压力大小为FN，细线的拉力大小为FT，则()A．FN＝(m2－m1)gB．FN＝m2gC．FT＝22m1gD．FT＝(m2－22m1)g二、共点力的平衡•1．平衡状态•物体处于静止或匀速直线运动状态。•2．共点力的平衡条件F合＝0•3．平衡条件的推论•(1)二力平衡：如果物体在两个共点力的作用下处于平衡态，这两个力必定大小相等、方向相反，为一对平衡力。•(2)三力平衡：•如果物体在三个共点力的作用下处于平衡状态，其中任意两个力的合力一定与第三个力大小相等、方向相反。•（3）物体在三个力作用下保持平衡，这三个力不平行必共点，且能构成一个首尾封闭的三角形。例4.(2012·广东高考)如图所示,两根等长的轻绳将日光灯悬挂在天花板上,两绳与竖直方向的夹角都为45°,日光灯保持水平,所受重力为G,左右两绳的拉力大小分别为()221311A.GGB.GGC.GGD.GG222222和和和和例5、如图所示，一个质量为m的小物体静止在固定的、半径为R的半圆形槽内，距最低点高为R2处，则它受到的摩擦力大小为A.12mgB.32mgC.1－32mgD.22mg•4．处理平衡问题的常用方法•(1)力的合成法：物体在三个共点力作用下处于平衡状态，则任意两个力的合力一定与第三个力大小相等，方向相反。“力的合成法”是解决三力平衡问题的基本方法。•(2)正交分解法：物体受到三个或三个以上力的作用时，常用正交分解法列平衡方程求解：Fx＝0，Fy＝0。为方便计算，建立坐标系时以使尽可能多的力落在坐标轴上为原则。例6.(2011·海南高考)如图，墙上有两个钉子a和b，它们的连线与水平方向的夹角为45°，两者的高度差为l.一条不可伸长的轻质细绳一端固定于a点，另一端跨过光滑钉子b悬挂一质量为m1的重物.在绳子距a端的c点有一固定绳圈.若绳圈上悬挂质量为m2的钩码，平衡后绳的ac段正好水平，则重物和钩码的质量比为()2l12mm5A.5B.2C.D.22•(3)三角形法：对受三力作用而平衡的物体，将力的矢量图平移使三力组成一个首尾依次相接的封闭力三角形，进而处理物体平衡问题的方法叫做三角形法；力的三角形法在处理动态平衡问题时方便、直观、容易。•(4)相似三角形法：物体受到三个共点力的作用而处于平衡状态，画出其中任意两个力的合力与第三个力等值反向的平行四边形，其中可能有力三角形与题设图中的几何三角形相似，进而力三角形与几何三角形对应成比例，根据比值便可计算出未知力的大小与方向。例8.(2012·新课标全国卷)如图,一小球放置在木板与竖直墙面之间.设墙面对球的压力大小为N1,球对木板的压力大小为N2.以木板与墙连接点所形成的水平直线为轴,将木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置.不计摩擦,在此过程中()A.N1始终减小,N2始终增大B.N1始终减小，N2始终减小C.N1先增大后减小,N2始终减小D.N1先增大后减小，N2先减小后增大•例9、一轻杆BO，其O端用光滑铰链铰于固定竖直杆AO上，B端挂一重物，且系一细绳，细绳跨过杆顶A处的光滑小滑轮，用力F拉住，如图所示。现将细绳缓慢往左拉，使杆BO与杆AO间的夹角θ逐渐减小，则在此过程中，拉力F及杆BO所受压力FN的大小变化情况是•A．FN先减小，后增大B．FN始终不变•C．F先减小，后增大D．F始终不变