教科版必修1 第四章第1節(jié)共點力作用下物體的平衡 學(xué)案.doc

1共點力作用下物體的平衡答案：（1）同一點（2）作用線（3）靜止（4）勻速直線運動（5）為零（6）f合0（7）fx合0，fy合01共點力作用下的平衡狀態(tài)（1）共點力如果幾個力都作用在物體的同一點上，或幾個力的作用線相交于同一點，這幾個力就稱為共點力在作力的示意圖時要把研究對象所受的共點力的作用點畫在它們作用線的公共交點上如圖所示是幾種不同情況下物體受力示意圖的畫法圖1為小車剎車時的受力示意圖；圖2為氣球的受力示意圖；圖3為均勻直桿放在光滑的半球形的碗內(nèi)受共點力的示意圖（2）平衡狀態(tài)物體處于靜止或勻速直線運動的狀態(tài)，叫做平衡狀態(tài)例如：桌面上靜止的物體，沿平直公路勻速行駛的汽車等，這些都處于平衡狀態(tài)釋疑點 準確判斷物體是否處于平衡狀態(tài)靜止與速度是零不是一回事物體保持靜止的狀態(tài)，說明物體的速度和加速度都為零如果物體的速度為零而加速度不為零，則物體處于非平衡狀態(tài)所以判斷物體是否處于平衡狀態(tài)的條件是物體的加速度是否為零（3）共點力的平衡：物體如果受到共點力的作用且處于平衡狀態(tài)，就叫做共點力的平衡【例1】若一個物體處于平衡狀態(tài)，則此物體一定（）a靜止 b做勻加速直線運動c做勻速直線運動 d所受合外力為零解析：物體處于平衡狀態(tài)是指物體保持勻速直線運動或靜止，其合外力為零，加速度為零所以選項d正確答案：d2共點力平衡條件（1）物體的平衡共有兩種狀態(tài)：靜態(tài)平衡：物體在共點力作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)動態(tài)平衡：物體在共點力作用下處于勻速直線運動狀態(tài)（2）平衡狀態(tài)與受力的關(guān)系：處于平衡狀態(tài)的物體，所受到的合外力為零，反過來物體受到的合外力為零，它一定處于平衡狀態(tài)（3）平衡狀態(tài)與運動狀態(tài)的關(guān)系因為物體處于靜止或勻速直線運動狀態(tài)，所以物體的速度保持不變，這兩種運動狀態(tài)的共同特點是加速度為零，所以加速度為零的物體一定處于平衡狀態(tài)析規(guī)律 共點力作用下的物體的平衡條件物體所受的合外力為零f合0或物體的加速度a0（4）物體平衡條件的推論二力平衡：物體在兩個力的作用下處于平衡狀態(tài)，則這兩個力必定等大反向，作用在同一條直線上，其合力為零，是一對平衡力三力平衡：物體在三個非平行力的同時作用下處于平衡狀態(tài)，則這三個力必定共面共點，它們的合力為零，其中任意兩個力的合力必定與第三個力的大小相等、方向相反，作用在同一條直線上表示此三個力的矢量線段恰好可以構(gòu)成一個首尾相連的封閉矢量三角形點技巧 平衡條件的推論如果物體在多個力的共同作用下處于平衡狀態(tài)，那么其中任意一個力必定與其他各力的合力等大反向，作用在同一條直線上，構(gòu)成平衡力【例2】下面關(guān)于共點力的平衡與平衡條件的說法正確的是（）a如果物體運動的速度為零，則物體必處于平衡狀態(tài)b如果物體運動的速度大小不變，則物體必處于平衡狀態(tài)c如果物體處于平衡狀態(tài)，則物體沿任意直線的合力都必須為零d如果物體受到三個共點力的作用而處于平衡狀態(tài)，則任意兩個力的合力都與第三個力等大反向解析：選項正誤解析a物體運動的速度為零時，其加速度不一定為零；速度的大小不變，方向可能改變，加速度不為零bc處于平衡狀態(tài)合外力為零，則任意直線的合力為零d三力合力為零必有任意兩個力的合力都與第三個力等大反向答案：cd3共點力平衡條件的應(yīng)用共點力平衡條件的應(yīng)用主要是計算未知的力，另外也可以計算角度等幾何量應(yīng)用共點力平衡條件處理問題時，一般需遵循如下的解題步驟：（1）確定研究對象，選取處于平衡狀態(tài)或沿某方向處于平衡狀態(tài)的質(zhì)點、結(jié)點或系統(tǒng)為研究對象；（2）對研究對象進行完整的受力分析，找出對象受到的各個力，并作出各力的示意圖；（3）確定正交坐標系；點技巧 建立坐標系的原則一是讓盡量多的力位于坐標軸上，使分解的力較少；二是盡量使未知力位于坐標軸上在建立坐標系時，盡量滿足上述兩點原則，但也不是絕對的，在具體問題中靈活掌握（4）列出平衡方程，根據(jù)研究對象在各個坐標軸方向的狀態(tài)，運用平衡條件的正交分解式列出平衡方程：fx0、fy0；（5）解方程得出結(jié)果，必要時對結(jié)果進行討論【例3】如圖所示，物體a重400n，a與桌面間的最大靜摩擦力為120n，ac繩水平，oc繩堅直方向的夾角為30，求：當(dāng)物體b重100n時，a所受的摩擦力為多少？（g取10m/s2）解析：結(jié)點c的受力如圖所示，沿水平和豎直方向畫出x軸和y軸，建立平面直角坐標系根據(jù)平衡條件得：fcosin 30fca0fcocos 30mg0聯(lián)立fcamgtan 30a水平方向受到ac的拉力和桌面的靜摩擦力的作用，根據(jù)二力平衡，a受到的靜摩擦力為：ffcamgtan 30100 n57.7 n答案：57.7 n4共點力平衡的幾種解法（1）力的合成、分解法：對于三力平衡，一般根據(jù)“任意兩個力的合力與第三個力等大反向”的關(guān)系，借助三角函數(shù)、相似三角形等手段求解；或?qū)⒛骋粋€力分解到另外兩個力的反方向上，得到的這兩個分力勢必與另外兩個力等大、反向；對于多個力的平衡，利用先分解再合成的正交分解法（2）正交分解法：將各力分別分解到x軸上和y軸上，運用兩坐標軸上的合力等于零的條件，多用于三個以上共點力作用下的物體的平衡，值得注意的是，對x、y方向選擇時，盡可能使落在x、y 軸上的力多；被分解的力盡可能是已知力不宜分解待求力（3）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，構(gòu)成一個矢量三角形；反之，若三個力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)知識可求得未知力點技巧 作圖分析法的應(yīng)用范圍矢量三角形作圖分析法，優(yōu)點是直觀、簡便，但它僅適于處理三力平衡問題【例41】一個物體受到三個共點力的作用，若這三個力的大小是如下各組，則可使物體平衡的是哪幾組（）af14 n，f27 n，f38 nbf18 n，f28 n，f31 ncf14 n，f26 n，f31 ndf13 n，f25 n，f32 n解析：物體平衡條件為合力為零該題中任意二力的合力大小應(yīng)與第三個力相等滿足這種要求有兩種情況：（1）若三力在同一直線上，則二力大小之和等于第三力大?。欢χ畹扔诘谌Υ笮?，故d正確（2）若三力不在同一直線上，兩力的合力與這兩個力可構(gòu)成封閉的三角形即二力大小之和大于第三力大小，二力大小之差小于第三力大小，故a、b正確答案：abd【例42】如圖甲所示，oa、ob、oc是抗拉程度相同的繩子，如果物體的重力超過某一值時，則繩子