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

1共點(diǎn)力作用下物體的平衡答案：（1）同一點(diǎn)（2）作用線（3）靜止（4）勻速直線運(yùn)動(dòng)（5）為零（6）f合0（7）fx合0，fy合01共點(diǎn)力作用下的平衡狀態(tài)（1）共點(diǎn)力如果幾個(gè)力都作用在物體的同一點(diǎn)上，或幾個(gè)力的作用線相交于同一點(diǎn)，這幾個(gè)力就稱為共點(diǎn)力在作力的示意圖時(shí)要把研究對(duì)象所受的共點(diǎn)力的作用點(diǎn)畫在它們作用線的公共交點(diǎn)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(shí)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(diǎn)力的示意圖（2）平衡狀態(tài)物體處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)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(diǎn) 準(zhǔn)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(shuō)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(diǎn)力的平衡：物體如果受到共點(diǎn)力的作用且處于平衡狀態(tài)，就叫做共點(diǎn)力的平衡【例1】若一個(gè)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(yùn)動(dòng)c做勻速直線運(yùn)動(dòng) 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(yùn)動(dòng)或靜止，其合外力為零，加速度為零所以選項(xiàng)d正確答案：d2共點(diǎn)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(diǎn)力作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)動(dòng)態(tài)平衡：物體在共點(diǎn)力作用下處于勻速直線運(yùn)動(dòng)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(guò)來(lái)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(yùn)動(dòng)狀態(tài)的關(guān)系因?yàn)槲矬w處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，所以物體的速度保持不變，這兩種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的共同特點(diǎn)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(diǎn)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(gè)力的作用下處于平衡狀態(tài)，則這兩個(gè)力必定等大反向，作用在同一條直線上，其合力為零，是一對(duì)平衡力三力平衡：物體在三個(gè)非平行力的同時(shí)作用下處于平衡狀態(tài)，則這三個(gè)力必定共面共點(diǎn)，它們的合力為零，其中任意兩個(gè)力的合力必定與第三個(gè)力的大小相等、方向相反，作用在同一條直線上表示此三個(gè)力的矢量線段恰好可以構(gòu)成一個(gè)首尾相連的封閉矢量三角形點(diǎn)技巧 平衡條件的推論如果物體在多個(gè)力的共同作用下處于平衡狀態(tài)，那么其中任意一個(gè)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(diǎn)力的平衡與平衡條件的說(shuō)法正確的是（）a如果物體運(yùn)動(dòng)的速度為零，則物體必處于平衡狀態(tài)b如果物體運(yùn)動(dòng)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(gè)共點(diǎn)力的作用而處于平衡狀態(tài)，則任意兩個(gè)力的合力都與第三個(gè)力等大反向解析：選項(xiàng)正誤解析a物體運(yùn)動(dòng)的速度為零時(shí)，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(gè)力的合力都與第三個(gè)力等大反向答案：cd3共點(diǎn)力平衡條件的應(yīng)用共點(diǎn)力平衡條件的應(yīng)用主要是計(jì)算未知的力，另外也可以計(jì)算角度等幾何量應(yīng)用共點(diǎn)力平衡條件處理問題時(shí)，一般需遵循如下的解題步驟：（1）確定研究對(duì)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(diǎn)、結(jié)點(diǎn)或系統(tǒng)為研究對(duì)象；（2）對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行完整的受力分析，找出對(duì)象受到的各個(gè)力，并作出各力的示意圖；（3）確定正交坐標(biāo)系；點(diǎn)技巧 建立坐標(biāo)系的原則一是讓盡量多的力位于坐標(biāo)軸上，使分解的力較少；二是盡量使未知力位于坐標(biāo)軸上在建立坐標(biāo)系時(shí)，盡量滿足上述兩點(diǎn)原則，但也不是絕對(duì)的，在具體問題中靈活掌握（4）列出平衡方程，根據(jù)研究對(duì)象在各個(gè)坐標(biāo)軸方向的狀態(tài)，運(yùn)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(shí)對(duì)結(jié)果進(jìn)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(jiān)直方向的夾角為30，求：當(dāng)物體b重100n時(shí)，a所受的摩擦力為多少？（g取10m/s2）解析：結(jié)點(diǎn)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(biāo)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(diǎn)力平衡的幾種解法（1）力的合成、分解法：對(duì)于三力平衡，一般根據(jù)“任意兩個(gè)力的合力與第三個(gè)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€(gè)力分解到另外兩個(gè)力的反方向上，得到的這兩個(gè)分力勢(shì)必與另外兩個(gè)力等大、反向；對(duì)于多個(gè)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(yùn)用兩坐標(biāo)軸上的合力等于零的條件，多用于三個(gè)以上共點(diǎn)力作用下的物體的平衡，值得注意的是，對(duì)x、y方向選擇時(shí)，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(gè)互不平行的力作用平衡時(shí)，這三個(gè)力的矢量箭頭首尾相接，構(gòu)成一個(gè)矢量三角形；反之，若三個(gè)力矢量箭頭首尾相接恰好構(gòu)成三角形，則這三個(gè)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(shí)可求得未知力點(diǎn)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(diǎn)是直觀、簡(jiǎn)便，但它僅適于處理三力平衡問題【例41】一個(gè)物體受到三個(gè)共點(diǎn)力的作用，若這三個(gè)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(gè)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??；二力之差等于第三力大小，故d正確（2）若三力不在同一直線上，兩力的合力與這兩個(gè)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(guò)某一值時(shí)，則繩子