高中物理第四章物體的平衡4.1共點(diǎn)力作用下物體的平衡

第四章第1節(jié)了解教材新知把握熱點(diǎn)考向知識(shí)點(diǎn)一知識(shí)點(diǎn)二考向一考向二

應(yīng)用創(chuàng)新演練隨堂基礎(chǔ)鞏固課時(shí)跟蹤訓(xùn)練1/312/313/311．物體在共點(diǎn)力作用下保持靜止或做

勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)稱為平衡狀態(tài)。2．在共點(diǎn)力作用下物體平衡條件是

共點(diǎn)力協(xié)力為零。3．作用在物體上幾個(gè)力協(xié)力為零，

這種情形叫力平衡。4/315/31共點(diǎn)力作用下物體平衡狀態(tài)[自學(xué)教材]1．平衡狀態(tài)物體在共點(diǎn)力作用下，保持

或做

運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

2．平衡狀態(tài)與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)關(guān)系物體處于平衡狀態(tài)時(shí)，加速度一定為零，速度不一定為零。靜止勻速直線6/31[重點(diǎn)詮釋]1．從運(yùn)動(dòng)學(xué)角度了解處于平衡狀態(tài)物體處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，此種狀態(tài)其加速度為零。即處于平衡狀態(tài)物體加速度為零，反過(guò)來(lái)加速度為零物體一定處于平衡狀態(tài)。

2．從力學(xué)角度了解處于平衡狀態(tài)物體所受合外力為零，反過(guò)來(lái)物體受到合外力為零，它一定處于平衡狀態(tài)。7/313．靜態(tài)平衡與動(dòng)態(tài)平衡

(1)靜態(tài)平衡是處于靜止?fàn)顟B(tài)平衡，協(xié)力為零。

(2)動(dòng)態(tài)平衡是勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)平衡，協(xié)力為零。

4．平衡狀態(tài)與力平衡平衡狀態(tài)指物體勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止?fàn)顟B(tài)。力平衡是作用在同一處于平衡狀態(tài)物體上幾個(gè)力所滿足一個(gè)關(guān)系。力平衡是物體平衡條件，物體處于平衡狀態(tài)是力平衡結(jié)果。8/311．以下物體中處于平衡狀態(tài)是(

)A．F1賽道上汽車(chē)剛開(kāi)啟一瞬間B．物體做自由落體運(yùn)動(dòng)剛開(kāi)始下落一瞬間C．第11屆全運(yùn)會(huì)上運(yùn)動(dòng)員撐桿跳到最高點(diǎn)一瞬間D．停在斜面上汽車(chē)9/31解析：A、B、C中物體瞬時(shí)速度為零但加速度不是零，不是平衡狀態(tài)，D項(xiàng)中物體靜止處于平衡狀態(tài)，故選D。答案：D10/31共點(diǎn)力作用下物體平衡條件[自學(xué)教材]1．平衡條件要使物體保持平衡狀態(tài)，作用在物體上力必須滿足條件。11/312．共點(diǎn)力平衡條件試驗(yàn)探究

(1)試驗(yàn)探究：如圖4－1－1甲所表示，將三個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)放在一個(gè)平面內(nèi)，并將三個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)掛鉤掛在同一物體上。先將其中兩個(gè)成某一角度θ固定起來(lái)，然后用手拉第三個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)。平衡時(shí)分別記下三個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)及作用力方向，并按各力大小、方向作出力圖示，依據(jù)力平行四邊形定則，看看這三個(gè)力有什么關(guān)系。(注意θ不宜過(guò)大或過(guò)小)12/31圖4－1－1由圖4－1－1乙能夠看出，其中兩個(gè)力協(xié)力與第三個(gè)力大小相等、方向相反。13/31(2)試驗(yàn)結(jié)論：物體在三個(gè)共點(diǎn)力作用下平衡條件：任意兩個(gè)力協(xié)力與第三個(gè)力大小

、方向

，且在同一條直線上。(即這三個(gè)共點(diǎn)力協(xié)力為零)相等相反14/310004．力平衡作用在物體上幾個(gè)力協(xié)力為

。零15/31[重點(diǎn)詮釋]1．平衡條件幾個(gè)推論

(1)二力平衡條件：兩個(gè)共點(diǎn)力大小相等、方向相反。

(2)三個(gè)力平衡條件：三個(gè)共點(diǎn)力平衡時(shí)，其中任意兩個(gè)力協(xié)力一定與第三個(gè)力大小相等、方向相反，而且在同一條直線上。16/31(3)物體在n個(gè)共點(diǎn)力同時(shí)作用下處于平衡狀態(tài)時(shí)，這些力在任何一個(gè)方向上協(xié)力均為零。其中任意(n－1)個(gè)力協(xié)力必定與第n個(gè)力等值反向，作用在同一直線上。

(4)物體在多個(gè)共點(diǎn)力作用下處于平衡狀態(tài)時(shí)，各力首尾相接必組成一個(gè)封閉多邊形。17/312．應(yīng)用平衡條件解題步驟

(1)明確研究對(duì)象(物體、質(zhì)點(diǎn)或繩結(jié)點(diǎn)等)。

(2)對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析。

(3)建立適當(dāng)坐標(biāo)系，應(yīng)用共點(diǎn)力平衡條件，選擇恰當(dāng)方法列出平衡方程。

(4)求解方程，并討論結(jié)果。18/312．下面關(guān)于共點(diǎn)力平衡與平衡條件說(shuō)法正確是

(

)A．假如物體運(yùn)動(dòng)速度為零，則必處于平衡狀態(tài)B．假如物體運(yùn)動(dòng)速度大小不變，則必處于平衡狀態(tài)C．假如物體處于平衡狀態(tài)，則物體沿任意方向協(xié)力

都必為零D．假如物體受到三個(gè)共點(diǎn)力作用而處于平衡狀態(tài)，

則任意兩個(gè)力協(xié)力與第三個(gè)力大小相等、方向相反19/31解析：物體速度為零時(shí)不一定處于平衡狀態(tài)，如豎直上拋物體抵達(dá)最高點(diǎn)時(shí)速度為零，此時(shí)物體因?yàn)楸旧碇亓Χ沟盟軈f(xié)力不為零，故A錯(cuò)；物體速度大小不變，但方向可能改變，即物體不一定做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故物體不一定處于平衡狀態(tài)，所以B錯(cuò)。物體處于平衡狀態(tài)時(shí)，滿足F合＝0條件，又因F合＝，要F合＝0，必須要Fx、Fy同時(shí)為零，故物體沿任意方向協(xié)力都必為零，C正確。假如物體受到三個(gè)共點(diǎn)力作用而處于平衡狀態(tài)，要滿足F合＝0條件，則任意兩個(gè)力協(xié)力必與第三個(gè)力大小相等、方向相反，所以選項(xiàng)D對(duì)。答案：CD20/3121/31對(duì)平衡狀態(tài)了解[例1]

物體在共點(diǎn)力作用下，以下說(shuō)法中正確是

(

)A．物體速度在某一時(shí)刻等于零時(shí)，物體一定處于平衡狀態(tài)

B．物體相對(duì)于另一物體保持靜止時(shí)，物體一定處于平衡狀態(tài)

C．物體所受協(xié)力為零時(shí)，物體一定處于平衡狀態(tài)

D．物體做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，物體一定處于平衡狀態(tài)22/31[思緒點(diǎn)撥]解答本題時(shí)應(yīng)注意以下兩點(diǎn)：(1)平衡狀態(tài)運(yùn)動(dòng)學(xué)特征。(2)平衡狀態(tài)與受力關(guān)系。23/31[解析]物體在某時(shí)刻速度為零，所受協(xié)力不一定為零，故不一定處于平衡狀態(tài)，A錯(cuò)誤；物體相對(duì)于另一物體靜止，則說(shuō)明該物體與另一物體含有相同速度和加速度，也不一定處于平衡狀態(tài)，B錯(cuò)誤；物體做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，加速度不為零，一定不是平衡狀態(tài)，D錯(cuò)誤；只有C滿足平衡條件，C正確。[答案]

C24/31[借題發(fā)揮](1)共點(diǎn)力作用下，物體處于平衡狀態(tài)運(yùn)動(dòng)學(xué)特征是a＝0。動(dòng)力學(xué)特征是：合外力為零。

(2)靜止和速度為零不是一回事，物體保持靜止?fàn)顟B(tài)說(shuō)明v＝0、a＝0同時(shí)成立，若有v＝0，a≠0，如自由下落開(kāi)始時(shí)刻物體，它此時(shí)速度v＝0，但不能保持靜止?fàn)顟B(tài)。25/31以下物體中處于平衡狀態(tài)是(

)A．靜止在粗糙平面上物體B．沿光滑斜面自由下滑物體C．在不光滑水平面上勻速運(yùn)動(dòng)木塊D．“神舟”七號(hào)返回艙打開(kāi)降落傘后減速下降解析：A、C項(xiàng)中物體靜止或勻速運(yùn)動(dòng)是平衡狀態(tài)，B、D項(xiàng)中物體含有加速度，不是平衡狀態(tài)，故選A、C。答案：AC26/31平衡條件應(yīng)用圖4－1－2[例2]如圖4－1－2所表示，物體質(zhì)量為m，靠在粗糙豎直