共點力的平衡 知識點總結與典例(最新)

1、共點力的平衡知識點總結與典例知識點一物體的受力分析1定義把指定物體(研究對象)在特定的物理環(huán)境中受到的所有外力都找出來，并畫出受力示意圖的過程2受力分析的一般順序(1) 首先分析場力(重力、電場力、磁場力)。(2) 其次分析接觸力(彈力、摩擦力)。(3) 最后分析其他力。(4) 畫出受力分析示意圖(選填“示意圖”或“圖示”)。3受力分析的四種方法(1) 假設法：在受力分析時，若不能確定某力是否存在，可先對其作出存在的假設，然后根據(jù)分析該力存在對物體運動狀態(tài)的影響來判斷該力是否存在。(2) 整體法：將加速度相同的幾個相互關聯(lián)的物體作為一個整體進行受力分析的方法。(3) 隔離法：將所研究的對象從周

2、圍的物體中分離出來，單獨進行受力分析的方法。(4) 動力學分析法：對加速運動的物體進行受力分析時，應用牛頓運動定律進行分析求解的方法。4受力分析的四個步驟也皇暑血弘據(jù)估勢樂.卯建訝*“町訂捷黑個密3.t&'<M££-t®.JiyIHftU'I'ffijll'*-戲由舟新閥!Hff哪亍褂彈坤I傅MP丁力曲祜冃1'曲歯宣力亦盧RL摩確標惟齊力'曲穴向耳一嚇力生占崔止它府錢都嵌.樸"為粧爼塑桂倂帕氐問敷址T-fiiE!W給陸物用農(nóng)雖知識點二共點力的平衡1平衡狀態(tài)物體處于靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)2平

3、衡條件fF=0xF合=0或者f=0口Iy則小球F合=0；物塊Fx=0,Fy=0。3平衡條件的推論(1) 二力平衡：如果物體在兩個共點力的作用下處于平衡狀態(tài)，這兩個力必定大小相等，方向相反。(2) 三力平衡：物體在三個共點力的作用下處于平衡狀態(tài)，其中任何一個力與另外兩個力的合力大小相等，方向相反，并且這三個力的矢量可以形成一個封閉的矢量三角形。(3) 多力平衡：物體在多個共點力的作用下處于平衡狀態(tài)，其中任何一個力與另外幾個力的合力大小相等，方向相反。知識點三動態(tài)平衡及其臨界和極值問題1動態(tài)平衡問題通過控制某些物理量，使物體的狀態(tài)發(fā)生緩慢的變化，而在這個過程中物體又始終處于一系列的平衡狀態(tài)，在問題

4、的描述中常用“緩慢”等語言敘述2臨界問題當某物理量變化時，會引起其他幾個物理量的變化，從而使物體所處的平衡狀態(tài)“恰好出現(xiàn)”或“恰好不出現(xiàn)”，在問題的描述中常用“剛好”“剛能”“恰好”等語言敘述3極值問題平衡物體的極值，一般指在力的變化過程中的最大值和最小值問題【方法突破】解決動態(tài)平衡、臨界與極值問題的常用方法解析法根據(jù)物體的平衡條件列方程，在解方程時米用數(shù)學知識求極值。通常用到的數(shù)學知識有二次函數(shù)求極值、討論分式求極值、三角函數(shù)求極值以及幾何法求極值等圖解法根據(jù)物體的平衡條件作出力的矢量關系圖，作出平行四邊形或者矢量三角形進行動態(tài)分析，確定最大值或最小值極限法是指通過恰當選取某個變化的物理量將

5、問題推向極端(“極大”“極小”“極右”“極左”等)，從而把比較隱蔽的臨界現(xiàn)象暴露出來，使問題明朗化，便于分析求解【考點分類深度解析】考點一物體的受力分析【典例1】用卡車運輸質量為m的勻質圓筒狀工件，為使工件保持固定，將其置于兩光滑斜面之間,如圖所示。兩斜面I、II固定在車上，傾角分別為30°和60°o重力加速度為g。當卡車沿平直公路勻速行駛【答案】D解析】對圓筒進行受力分析知圓筒處于三力平衡狀態(tài)，受力分析如圖，由幾何關系可知，fif2=2mg由牛頓第三定律知變式1】港珠澳跨海大橋通車，為保持以往船行習慣，在航道處建造了單面索（所有鋼索均處在同一豎直面內）斜拉橋，其索塔與鋼索

6、如圖所示。下列說法正確的是（）A. 增加鋼索的數(shù)量可減小索塔受到的向下的壓力B. 為了減小鋼索承受的拉力，可以適當降低索塔的高度C. 索塔兩側鋼索對稱且拉力大小相同時，鋼索對索塔的合力豎直向下D. 為了使索塔受到鋼索的合力豎直向下，索塔兩側的鋼索必須對稱分布【答案】C【解析】以橋身為研究對象，鋼索對橋身的拉力的合力與橋身的重力等大反向，則鋼索對索塔的向下的壓力數(shù)值上等于橋身的重力，增加鋼索的數(shù)量鋼索對索塔的向下的壓力數(shù)值不變，故A錯誤；由圖甲可知知乂，當索塔高度降低后，a變大，cosa變小，故T變大，故B錯誤；由B的分析可知,當鋼索對稱分布時，二n二主，鋼索對索塔的合力豎直向下，故C正確；受力

7、分析如圖乙，由正弦Ff定理可知，只要:,鋼索AC.AB的拉力F、F進行合成，合力豎直向下，鋼索不一定要對、：“.、：-”Acab稱分布，故D錯誤?？键c二共點力的平衡典例2】如圖所示，一只氣球在風中處于靜止狀態(tài)，風對氣球的作用力水平向右細繩與豎直方向的sinacosa【答案】C【解析】對氣球受力分析，由水平方向平衡條件可得：二二二，故C正確?！咀兪?】如圖，兩個輕環(huán)a和b套在位于豎直面內的一段固定圓弧上：一細線穿過兩輕環(huán)，其兩端各系一質量為m的小球.在a和b之間的細線上懸掛一小物塊.平衡時，a、b間的距離恰好等于圓弧的半徑.不計所有摩擦小物塊的質量為()m3mA2B2CmD.2m【答案】C【解析

8、】設小物塊的質量為m1.如圖，由細線上的張力處處相等知F=F2=mg，由平衡時a、b間的距離恰好等于圓弧的半徑，結合幾何知識知久=02=3=30°，a=120°；結點受力F、F2、m1g，由平衡條件得m1g=F=F2=mg,故m=m，選項C正確.考點三整體法與隔離法在平衡問題中的應用【典例3】如圖所示，質量為M、半徑為R的半球形物體A放在水平地面上，通過最高點處的釘子用2Rr+r2A. B對A的壓力大小為RmgR+rB. 細線對小球的拉力大小為mgC. A對地面的壓力大小為(M+m)g2Rr+r2D. 地面對A的摩擦力大小為Rmg【答案】C【解析】由于A、B處于靜止狀態(tài)，故

9、其所受合外力為零，整體受力分析，如圖甲所示，根據(jù)平衡條件,可得FN(M+m)g=O,根據(jù)牛頓第三定律可知A對地面的壓力大小為(M+m)g，選項C正確，D錯誤.隔mgFn'FR+r離B受力分析，如圖乙所示，根據(jù)平衡條件，由圖中幾何關系，可得R=R+r=,'2Rr+r2，解得FN'=RR+r寸2Rr+r2B對A的壓力大小為Rmg；細線對小球的拉力F=Rmg，選項A、B錯誤.【變式3】如圖所示，用平行于斜面體A的輕彈簧將物塊P拴接在擋板B上，在物塊P上施加沿斜面向上的推力F,整個系統(tǒng)處于靜止狀態(tài).下列說法正確的是（）A.物塊P與斜面之間一定存在摩擦力B.彈簧的彈力一定沿斜面向

10、下C. 地面對斜面體A的摩擦力水平向左D.若增大推力，則彈簧彈力一定減小【答案】C【解析】對物塊P受力分析可知，若推力F與彈簧彈力的合力平衡了物塊重力沿斜面向下的分力，則無摩擦力，A錯誤；彈簧處于拉伸或壓縮狀態(tài)，物塊P均可能保持靜止，B錯誤；由整體法可知地面對斜面體A的靜摩擦力平衡了推力F水平向右的分力，C正確；增大推力F,若物塊保持靜止，則彈簧的彈力不變，D錯誤考點四動態(tài)平衡及其臨界和極值問題【典例4】如圖，柔軟輕繩ON的一端O固定，其中間某點M拴一重物，用手拉住繩的另一端N.初始時，OM豎直且MN被拉直，OM與MN之間的夾角為現(xiàn)將重物向右上方緩慢拉起，并保持夾角a不變.在OM由豎直被拉到水平的過程中（）AMN上的張力逐漸增大BMN上的張力先增大后減小COM上的張力逐漸增大DOM上的張力先增大后減小【答案】AD【解析】以重物為研究對象，它受三個力即重力mg、繩OM段的拉力FO、NM段的拉力FN的作用處于平衡狀態(tài)考慮到力mg不變，F(xiàn)O與Fn的夾角不變，當FO由豎直向上變?yōu)樗较蜃髸r，作出如圖所示【變式4】將兩個質量均為m的小球a、b用細線相連后，再用細線懸掛于O點，如圖所示.用力F拉小球b使兩個小球都處于靜止狀態(tài)，且細線Oa與豎直方向的夾角保持片30°,則F達到最小值時Oa線上的拉力為()31A.：3mgB.mgC.