54平衡條件的應(yīng)用課件41(魯科版必修1)

54平衡條件的應(yīng)用課件41(魯科版必修1)154平衡條件的應(yīng)用課件41(魯科版必修1)254平衡條件的應(yīng)用課件41(魯科版必修1)354平衡條件的應(yīng)用課件41(魯科版必修1)454平衡條件的應(yīng)用課件41(魯科版必修1)554平衡條件的應(yīng)用課件41(魯科版必修1)654平衡條件的應(yīng)用課件41(魯科版必修1)71.某時(shí)刻速度等于零的物體一定處于平衡狀態(tài)嗎？舉例說(shuō)明.提示：物體的瞬時(shí)速度為零與靜止是不等價(jià)的，這時(shí)物體不一定處于平衡狀態(tài).例如，將物體豎直上拋，物體上升到最高點(diǎn)時(shí)，其瞬時(shí)速度為零，但物體并不能保持靜止?fàn)顟B(tài)，物體在重力的作用下將向下運(yùn)動(dòng).1.某時(shí)刻速度等于零的物體一定處于平衡狀態(tài)嗎？舉例說(shuō)明.82.靜態(tài)平衡的充要條件是什么？提示：靜態(tài)平衡的充要條件是合力為零、速度為零.2.靜態(tài)平衡的充要條件是什么？93.對(duì)應(yīng)靜態(tài)平衡，思考何為動(dòng)態(tài)平衡？提示：當(dāng)物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，速度不為零，但合力為零，物體處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài).此外，物理中的緩慢移動(dòng)可認(rèn)為物體的移動(dòng)速度很小，且速度變化不大可認(rèn)為是勻速移動(dòng).因此，習(xí)題中出現(xiàn)“緩慢移動(dòng)”都可理解為物體處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài).3.對(duì)應(yīng)靜態(tài)平衡，思考何為動(dòng)態(tài)平衡？104.靜態(tài)平衡與動(dòng)態(tài)平衡有何相同點(diǎn)，有何不同點(diǎn)？提示：相同點(diǎn)是合力為零；不同點(diǎn)是靜態(tài)平衡時(shí)物體保持靜止，速度為零，而動(dòng)態(tài)平衡時(shí)速度不為零，且速度大小方向始終不變.4.靜態(tài)平衡與動(dòng)態(tài)平衡有何相同點(diǎn)，有何不同點(diǎn)？11研究對(duì)象的選取(1)問(wèn)題中只有一個(gè)物體，一個(gè)過(guò)程，研究對(duì)象沒(méi)有選擇余地，就是研究這個(gè)物體和這個(gè)過(guò)程.(2)問(wèn)題中是一個(gè)連接體，又有多個(gè)過(guò)程，先研究誰(shuí)，再研究誰(shuí)；是研究一個(gè)物體好還是研究多個(gè)物體好，這在審題中需要認(rèn)真思考.（3）原則：先被研究的應(yīng)該是受力最簡(jiǎn)單、已知量足夠多的，這樣通過(guò)研究后又可將研究結(jié)果作為一個(gè)已知條件，為下一個(gè)研究創(chuàng)造條件.研究對(duì)象的選取12【知識(shí)歸納】平衡狀態(tài)的分析（1）從運(yùn)動(dòng)學(xué)角度分析：靜態(tài)平衡狀態(tài)，物體的速度v=0，物體的加速度a=0；動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)，物體的速度v≠0，物體的加速度a=0.（2）從力學(xué)角度分析:處于平衡狀態(tài)的物體不受力或雖然受力但合力為零.物體不受力只是一種理想的情況.【知識(shí)歸納】平衡狀態(tài)的分析13典例1如圖所示，質(zhì)量為m的等邊三棱柱靜止在水平放置的斜面上.已知三棱柱與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，斜面的傾角為30°，則斜面對(duì)三棱柱的支持力與摩擦力的大小分別為（）和B.和C.和D.和典例1如圖所示，質(zhì)量為m的等邊14解答本題需要把握以下兩點(diǎn)：（1）正確對(duì)物體受力分析.（2）靈活應(yīng)用共點(diǎn)力的平衡條件求解.解答本題需要把握以下兩點(diǎn)：15【規(guī)范解答】選A.對(duì)三棱柱進(jìn)行受力分析，受到重力mg、支持力N和靜摩擦力f作用，如圖所示.由于三棱柱保持靜止，處于平衡狀態(tài)，所以根據(jù)平衡條件可知，故A正確.【規(guī)范解答】選A.對(duì)三棱柱進(jìn)行16【變式備選】（2011·梅州高一檢測(cè)）如圖所示，一傾斜木板上放一物體，當(dāng)板的傾角θ緩慢增大時(shí)，物體始終保持靜止，則物體所受（）A.支持力變大B.摩擦力變大C.合外力恒為零D.合外力變大【變式備選】（2011·梅州高一檢測(cè)）如圖所示，17【解析】選B、C.以物體為研究對(duì)象，對(duì)物體受力分析，物體受到重力G、斜面的彈力N、靜摩擦力f作用，如圖.由于物體始終保持靜止，處于平衡狀態(tài)，所以物體所受的合外力始終為零，C正確，D錯(cuò)誤；物體受三個(gè)力而平衡，任意兩個(gè)力的合力與第三個(gè)力等大反向，將N與f合成，其合力F與重力G等大反向.根據(jù)直角三角形的關(guān)系可得N=mgcosθ，f=mgsinθ.當(dāng)板的傾角θ緩慢增大時(shí)，摩擦力變大，支持力變小，故A錯(cuò)誤，B正確.【解析】選B、C.以物體為研究對(duì)象，對(duì)物體受力分析，物體受到181.如果運(yùn)動(dòng)物體在某個(gè)方向上平衡，是否意味著物體在任意方向上都平衡？提示：答案是否定的．運(yùn)動(dòng)物體在某個(gè)方向上平衡，是指運(yùn)動(dòng)的物體在某一方向上合力為零，但在其他方向上合力可以不為零，如果在某個(gè)方向上合力不為零，則在該方向上物體就不處于平衡狀態(tài)．1.如果運(yùn)動(dòng)物體在某個(gè)方向上平衡，是否意味著物體在任意方向上192.如果物體保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，物體在任意方向上是否都平衡？提示：答案是肯定的．如果物體保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，則物體處于平衡狀態(tài)，由共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件可知物體受到的合力為零，即F合＝0，則在任意方向上受到的合力也為零，即在任意方向上物體都平衡．2.如果物體保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，物體在任意方向上是否203．從運(yùn)動(dòng)學(xué)角度和力學(xué)角度如何理解物體在某個(gè)方向的平衡？提示：從運(yùn)動(dòng)學(xué)角度看,物體在某個(gè)方向的平衡是指物體在某一方向上加速度為零；從力學(xué)角度看,物體在某個(gè)方向的平衡是指物體在某一方向上合力為零．3．從運(yùn)動(dòng)學(xué)角度和力學(xué)角度如何理解物體在某個(gè)方向的平衡？21平衡問(wèn)題的整體法和隔離法（1）“整體法”：把整個(gè)系統(tǒng)作為一個(gè)研究對(duì)象來(lái)分析（即當(dāng)成一個(gè)質(zhì)點(diǎn)來(lái)考慮）.（2）“隔離法”：把系統(tǒng)中各個(gè)部分（或某一部分）隔離作為一個(gè)單獨(dú)的研究對(duì)象來(lái)分析.平衡問(wèn)題的整體法和隔離法22物體在某方向的平衡1.定義：運(yùn)動(dòng)的物體在某一方向上合力為零時(shí)，在該方向上處于平衡狀態(tài).2.結(jié)論：（1）物體保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，物體在任意方向上都平衡.（2）物體在某一方向的平衡是指物體在某一方向上合力為零或加速度為零.物體在某方向的平衡23典例2如圖所示，在與水平方向成θ角、大小為F的力作用下，質(zhì)量為m的物塊沿豎直墻壁加速下滑，已知物塊與墻壁間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ.則下滑過(guò)程中物塊所受滑動(dòng)摩擦力的大小為（）A.μmgB.μ(Fcosθ+mg)C.mg-FsinθD.μFcosθ典例2如圖所示，在與水平方向成θ角、24解答本題應(yīng)關(guān)注以下三點(diǎn)：（1）對(duì)物體進(jìn)行受力分析.（2）將各力沿運(yùn)動(dòng)方向和垂直于運(yùn)動(dòng)方向進(jìn)行分解.（3）物體所受各力沿垂直運(yùn)動(dòng)方向分力的合力為零，由此解方程.解答本題應(yīng)關(guān)注以下三點(diǎn)：25【規(guī)范解答】選D.物塊沿豎直墻壁加速下滑，在水平方向處于平衡狀態(tài),即受到的合力為零.物塊的受力如圖所示.沿水平方向建立x軸，沿豎直方向建立y軸.根據(jù)平衡條件，沿x軸的方向有：N-Fcosθ=0所以物塊與墻壁的壓力為：N=Fcosθ物塊與墻壁的滑動(dòng)摩擦力為：f=μN(yùn)=μFcosθ.故只有D正確.

【規(guī)范解答】選D.物塊沿豎直墻壁加速下滑，在水平方向處于平衡26【變式備選】（2011·溫州高一檢測(cè)）如圖，節(jié)日期間小強(qiáng)站在水平河岸旁邊欣賞風(fēng)景，他手中牽住一重為10N的輕氣球，由于受水平風(fēng)力的影響，系氣球的輕繩與水平方向成37°角.已知空氣對(duì)氣球的浮力為16N，小強(qiáng)重500N，小強(qiáng)受的浮力不計(jì).求：（1）水平風(fēng)力和繩子拉力的大小.（sin37°=0.6cos37°=0.8）（2）小強(qiáng)對(duì)地面的壓力大小.（3）若水平風(fēng)力增強(qiáng)，小強(qiáng)對(duì)地面的壓力是否變化？請(qǐng)說(shuō)明理由.【變式備選】（2011·溫州高一檢測(cè)）如圖，節(jié)日期27【解析】（1）以氣球?yàn)檠芯繉?duì)象，對(duì)氣球進(jìn)行受力分析，如圖.豎直方向上:F浮=mg+Tsin37°水平方向上：F風(fēng)=Tcos37°解得T=10NF風(fēng)=8N【解析】（1）以氣球?yàn)檠芯繉?duì)象，對(duì)氣球進(jìn)行受力分析，如圖.28(2)以小強(qiáng)和氣球整體為研究對(duì)象，進(jìn)行受力分析，如圖.則豎直方向上N′=Mg+mg-F浮=494N，則小強(qiáng)對(duì)地面的壓力大小為494N.(3)由（2）中對(duì)整體的受力分析圖可知，當(dāng)水平風(fēng)力增強(qiáng)時(shí)，小強(qiáng)對(duì)地面的壓力不改變.因此豎直方向上的受力情況沒(méi)改變.答案：（1）8N10N（2）494N（3）見(jiàn)解析(2)以小強(qiáng)和氣球整體為研究對(duì)象，29典例3如圖所示，半圓形支架BAD，兩細(xì)繩OA和OB結(jié)于圓心O，下懸重為G的物體，使OA繩固定不動(dòng)，將OB繩的B端沿半圓支架從水平位置緩慢移至豎直位置C的過(guò)程中，分析OA繩和OB繩所受拉力的大小如何變化.典例3如圖所示，半圓形支架BAD，30【思路點(diǎn)撥】解答本題需要把握以下三點(diǎn)：（1）確定研究對(duì)象并進(jìn)行正確的受力分析.（2）明確研究對(duì)象所受各力的特點(diǎn)，取大小方向不變的力作為合力，根據(jù)平衡條件進(jìn)行分解（3）正確作出力的平行四邊形，結(jié)合分力的變化范圍進(jìn)行討論.【思路點(diǎn)撥】31【規(guī)范解答】繩結(jié)點(diǎn)O受重物的拉力T（T=G，大小方向不變）、OA繩和OB繩的拉力TA、TB而保持平衡，根據(jù)平衡條件可將拉力T分解為TA、TB反方向的力（如圖所示）.OA繩固定，則TA的方向不變，在OB向上靠近OC的過(guò)程中，在B1、B2、B3三個(gè)位置，兩繩受的力分別為TA1和TB1、TA2和TB2、TA3和TB3.從圖形上看出，TA逐漸變小，TB先減小后增大，當(dāng)OB和OA垂直時(shí)，TB最小.答案：逐漸減小先減小后增大 【規(guī)范解答】繩結(jié)點(diǎn)O受重物的拉力T（T=G，大小方向不變）321.若一個(gè)物體處于平衡狀態(tài)，則此物體一定是（）A.靜止B.做勻速直線運(yùn)動(dòng)C.速度均勻變化D.所有共點(diǎn)力的合力為零【解析】選D.平衡狀態(tài)包括靜止?fàn)顟B(tài)和勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，A、B錯(cuò)誤；若物體處于平衡狀態(tài)，則物體所受共點(diǎn)力的合力為零，D正確；處于平衡狀態(tài)的物體加速度等于零，而C項(xiàng)中速度均勻變化，說(shuō)明有恒定的加速度，故C錯(cuò)誤.1.若一個(gè)物體處于平衡狀態(tài)，則此物體一定是（）332.（2011·本溪高一檢測(cè)）一個(gè)質(zhì)量為3kg的物體，被放置在傾角為α=30°的固定光滑斜面上，在如圖所示的甲、乙、丙三種情況下處于平衡狀態(tài)的是（g=10m/s2）（）A.僅甲圖B.僅乙圖C.僅丙圖D.甲、乙、丙圖2.（2011·本溪高一檢測(cè)）一個(gè)質(zhì)量為3kg的物體，被放34【解析】選B.本題考查共點(diǎn)力的平衡條件.物體受三個(gè)力的作用，重力、支持力、拉力.重力沿斜面向下的分力大小為15N，故只有乙圖能保持平衡.選項(xiàng)B正確.【解析】選B.本題考查共點(diǎn)力的平衡條件.物體受三個(gè)力的作用，353.2010年廣州亞運(yùn)會(huì)上，我國(guó)運(yùn)動(dòng)員陳一冰勇奪吊環(huán)冠軍，其中有一個(gè)高難度的動(dòng)作就是先雙手撐住吊環(huán)，然后身體下移，雙臂緩慢張開(kāi)到如圖所示位置，則在兩手之間的距離增大過(guò)程中，吊環(huán)的兩根繩的拉力FT(兩個(gè)拉力大小相等)及它們的合力F的大小變化情況為（）A.FT增大，F(xiàn)不變B.FT增大，F(xiàn)增大C.FT增大，F(xiàn)減小D.FT減小，F(xiàn)不變3.2010年廣州亞運(yùn)會(huì)上，我國(guó)運(yùn)動(dòng)員36【解析】選A.由平衡條件，兩繩拉力的合力F等于人的重力，F(xiàn)恒定不變；當(dāng)兩手間距離變大時(shí)，繩的拉力的夾角由零變大，由平行四邊形定則知，F(xiàn)T變大，A正確，B、C、D錯(cuò)誤.【解析】選A.由平衡條件，兩繩拉力的合力F等于人的重力，F(xiàn)恒374.一質(zhì)量為m的物體放在水平面上，在與水平面成θ角的力F的作用下由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，如圖所示，則物體所受的摩擦力f（）A.f<μmgB.f=μmgC.f>μmgD.不能確定4.一質(zhì)量為m的物體放在水平面上，38【解析】選A.對(duì)物體進(jìn)行受力分析，物體受到重力mg、拉力F、支持力N、滑動(dòng)摩擦力f，如圖所示.將F正交分解，物體在豎直方向上處于平衡狀態(tài)，根據(jù)平衡條件得：N+Fsinθ-mg=0，所以N=mg-Fsinθ.而滑動(dòng)摩擦力f=μN(yùn)，即f=μ（mg-Fsinθ）<μmg，故A正確.【解析】選A.對(duì)物體進(jìn)行受力分析，物體受到重力mg、拉力F、395.（2011·溫州高一檢測(cè)）如圖所示，輕繩懸掛一質(zhì)量為m=2.0kg的小球，現(xiàn)對(duì)小球再施加一個(gè)力F，使小球靜止時(shí)繩子與豎直方向成60°的夾角，g取10m/s2.（1）若F為水平方向，求F的大?。唬?）若要使F的取值最小，求Fmin的大小和方向.5.（2011·溫州高一檢測(cè)）如圖所示，輕繩懸掛一質(zhì)量為m=40【解析】（1）以小球?yàn)檠芯繉?duì)象，對(duì)小球進(jìn)行受力分析，如圖.由平衡條件可得mg與F的合力與T等大反向，根據(jù)直角三角形知識(shí)可知F=mgtan60°=34.6N【解析】（1）以小球?yàn)檠芯繉?duì)象，對(duì)小球進(jìn)行受力分析，如圖.41（2）由平行四邊形定則知，當(dāng)F的方向與拉力T的方向垂直時(shí)，F(xiàn)的取值最小，則Fmin=mgsin60°=17.3N，方向：斜向右上與水平方向成60°角.答案:（1）34.6N（2）17.3N斜向右上與水平方向成60°角（2）由平行四邊形定則知，當(dāng)F的方向與拉力T的方向垂直時(shí)，F(xiàn)42一、選擇題（本大題共5小題，每小題5分，共25分）1.下列關(guān)于質(zhì)點(diǎn)處于平衡狀態(tài)的論述，正確的是（）A.質(zhì)點(diǎn)一定不受力的作用B.質(zhì)點(diǎn)所受合力一定為零C.質(zhì)點(diǎn)一定沒(méi)有速度D.質(zhì)點(diǎn)一定保持靜止【解析】選B.處于平衡狀態(tài)的質(zhì)點(diǎn)，合力一定為零，B正確；不受力的質(zhì)點(diǎn)是不存在的，A錯(cuò)誤；質(zhì)點(diǎn)可能處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，C、D錯(cuò)誤.一、選擇題（本大題共5小題，每小題5分，共25分）432.（2011·濰坊高一檢測(cè)）如圖所示運(yùn)動(dòng)圖象，表明物體不處于平衡狀態(tài)的是（）2.（2011·濰坊高一檢測(cè)）如圖所示運(yùn)動(dòng)圖象，表明物體不處44【解析】選B.當(dāng)F合=0時(shí)，物體處于平衡狀態(tài)，即物體處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，A項(xiàng)中物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)；C項(xiàng)中物體保持靜止；D項(xiàng)中物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)；B項(xiàng)中物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，處于不平衡狀態(tài)，故選B.【解析】選B.當(dāng)F合=0時(shí)，物體處于平衡狀態(tài)，即物體處于靜止453.如圖所示，一輕繩上端固定，下端系一個(gè)質(zhì)量為m的小球.現(xiàn)對(duì)小球施加一個(gè)F=mg的水平拉力，小球偏離豎直位置并保持靜止，則輕繩與豎直方向的夾角為（）A.30°B.37°C.45°D.60°3.如圖所示，一輕繩上端固定，下端系一個(gè)質(zhì)量為m的小球.現(xiàn)對(duì)46【解析】選C.以小球?yàn)檠芯繉?duì)象，受力分析如圖所示，根據(jù)平衡條件解得tanα=1，α=45°，故C項(xiàng)正確.【解析】選C.以小球?yàn)檠芯繉?duì)象，受力分析如圖所示，根據(jù)平衡條474.（2011·佛山高一檢測(cè)）如圖所示，用力F把物體壓在豎直墻上，此時(shí)重力為G的物體沿墻壁勻速下滑，若物體與墻壁之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,則物體所受摩擦力的大小為（）A.μFB.μF+GC.GD.μG【解析】選A、C.由于物體勻速下滑，在豎直方向上f=G，則f=μN(yùn)=μF，故A、C正確.4.（2011·佛山高一檢測(cè)）如圖所示，485.如圖所示，電燈懸掛于兩墻壁之間，更換水平繩OA，使連接點(diǎn)A向上移動(dòng)而保持O點(diǎn)位置和OB繩的位置不變，則在A點(diǎn)向上移動(dòng)的過(guò)程中（）A.繩OB的拉力逐漸增大B.繩OB的拉力逐漸減小C.繩OA的拉力先增大后減小D.繩OA的拉力先減小后增大5.如圖所示，電燈懸掛于兩墻壁49【解析】選B、D.在繩OA的連接點(diǎn)A向上移動(dòng)的過(guò)程中，結(jié)點(diǎn)O始終處于平衡狀態(tài).取結(jié)點(diǎn)O為研究對(duì)象，受力情況如圖所示，圖中F1、F2、F3分別是繩OA、繩OB、電線對(duì)結(jié)點(diǎn)O的拉力，F(xiàn)3′是F1和F2的合力，且F3′=F3.在A點(diǎn)向上移動(dòng)的過(guò)程中，F(xiàn)3的大小和方向都保持不變，F(xiàn)2的方向保持不變.由圖可知，當(dāng)繩OA垂直于OB時(shí)，繩OA的拉力最小，所以繩OA的拉力先減小后增大，繩OB的拉力逐漸減小.正確選項(xiàng)為B、D.【解析】選B、D.在繩OA的連接50【規(guī)律方法】圖解法解決動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題的技巧圖解法解決動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題具有直觀、簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，使用中要注意以下三點(diǎn)：（1）本方法適用的基本上都是三力平衡問(wèn)題，且物體所受三力中，有一個(gè)是恒力（即大小方向都不變），還有一個(gè)是方向不變僅大小變化的力，另一個(gè)則是大小方向都變化的力，否則用圖解法不一定簡(jiǎn)單.【規(guī)律方法】圖解法解決動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題的技巧51（2）根據(jù)平衡條件，圖解法可采用將恒力沿另外兩個(gè)力的反方向分解的方式，也可采用將另外兩個(gè)力合成的方式，其合力與恒力等大反向.（3）規(guī)范作圖，利用平行四邊形定則或三角形定則進(jìn)行討論.討論時(shí)要特別注意方向變化的那個(gè)力，要切實(shí)搞清楚其方向變化的范圍，在此變化范圍內(nèi)進(jìn)行討論.（2）根據(jù)平衡條件，圖解法可采用將恒力沿另外兩個(gè)力的反方向分52二、非選擇題（本大題共3小題，共25分，要有必要的文字?jǐn)⑹龊徒忸}步驟）6.（7分）如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為m的物體，在平行于斜面的拉力F作用下，沿著傾角為α的斜面勻速向上運(yùn)動(dòng)，已知物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ.求拉力F的大小.二、非選擇題（本大題共3小題，共25分，要有必要的文字?jǐn)⑹龊?3【解析】物體處于平衡狀態(tài)，由共點(diǎn)力的平衡條件可知：平行于斜面方向：F-mgsinα-f=0垂直于斜面方向：N-mgcosα=0其中f=μN(yùn)由以上三式解得F=mgsinα+μmgcosα答案：mgsinα+μmgcosα【解析】物體處于平衡狀態(tài)，由共點(diǎn)力的平衡條件可知：547.（8分）質(zhì)量為30kg的小孩坐在10kg的雪橇上，大人用與水平方向成37°角斜向上的大小為100N的拉力拉雪橇，使雪橇沿水平地面做勻速運(yùn)動(dòng)（sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10N/kg），求：（1）地面對(duì)雪橇的支持力大小；（2）雪橇與水平地面的動(dòng)摩擦因數(shù)的大小.7.（8分）質(zhì)量為30kg的小孩坐在10kg的雪橇上，大55【解析】（1）對(duì)小孩和雪橇整體受力分析得：豎直方向：Fsinθ+N=mg解得N=mg-Fsinθ=340N(2)水平方向：Fcosθ-f=0f=μN(yùn)解得：μ=4/17=0.24.答案：(1)340N(2)0.24【解析】（1）對(duì)小孩和雪橇整體受力分析得：568.（10分）山東濰坊國(guó)際風(fēng)箏節(jié)是一年一度的國(guó)際風(fēng)箏盛會(huì)，一般定于每年4月20日至25日在風(fēng)箏之都濰坊舉行.風(fēng)箏節(jié)期間吸引著大批中外風(fēng)箏專家和愛(ài)好者及游人前來(lái)觀賞、競(jìng)技和游覽.風(fēng)箏（如圖甲所示）是借助于風(fēng)對(duì)其作用力和牽線對(duì)其拉力的作用，才得以在空中處于平衡狀態(tài)的.8.（10分）山東濰坊國(guó)際風(fēng)箏節(jié)是一年一度的國(guó)際風(fēng)箏盛會(huì)，一57如圖乙所示風(fēng)箏平面AB與水平面的夾角為30°，牽線與風(fēng)箏平面AB的夾角為53°，風(fēng)箏質(zhì)量為300g，求風(fēng)對(duì)風(fēng)箏的作用力的大小.(設(shè)風(fēng)對(duì)風(fēng)箏的作用力與風(fēng)箏平面垂直，g=10m/s2)如圖乙所示風(fēng)箏平面AB與水平面的夾角為30°，牽線與風(fēng)箏平面58【解析】風(fēng)箏平衡時(shí)共受到三個(gè)力作用，即重力mg、風(fēng)對(duì)它的作用力F和牽線對(duì)它的拉力T，如圖所示.以AB方向?yàn)閤軸方向，F(xiàn)方向?yàn)閥軸方向，建立平面直角坐標(biāo)系，將重力和拉力T正交分解，即可求得F的大小.沿x軸方向：mgsin30°-Tsin37°=0，解得沿y軸方向：答案：4.6N【解析】風(fēng)箏平衡時(shí)共受到三個(gè)力作用，即重力mg、風(fēng)對(duì)59Thankyou!Thankyou!6054平衡條件的應(yīng)用課件41(魯科版必修1)6154平衡條件的應(yīng)用課件41(魯科版必修1)6254平衡條件的應(yīng)用課件41(魯科版必修1)6354平衡條件的應(yīng)用課件41(魯科版必修1)6454平衡條件的應(yīng)用課件41(魯科版必修1)6554平衡條件的應(yīng)用課件41(魯科版必修1)6654平衡條件的應(yīng)用課件41(魯科版必修1)671.某時(shí)刻速度等于零的物體一定處于平衡狀態(tài)嗎？舉例說(shuō)明.提示：物體的瞬時(shí)速度為零與靜止是不等價(jià)的，這時(shí)物體不一定處于平衡狀態(tài).例如，將物體豎直上拋，物體上升到最高點(diǎn)時(shí)，其瞬時(shí)速度為零，但物體并不能保持靜止?fàn)顟B(tài)，物體在重力的作用下將向下運(yùn)動(dòng).1.某時(shí)刻速度等于零的物體一定處于平衡狀態(tài)嗎？舉例說(shuō)明.682.靜態(tài)平衡的充要條件是什么？提示：靜態(tài)平衡的充要條件是合力為零、速度為零.2.靜態(tài)平衡的充要條件是什么？693.對(duì)應(yīng)靜態(tài)平衡，思考何為動(dòng)態(tài)平衡？提示：當(dāng)物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，速度不為零，但合力為零，物體處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài).此外，物理中的緩慢移動(dòng)可認(rèn)為物體的移動(dòng)速度很小，且速度變化不大可認(rèn)為是勻速移動(dòng).因此，習(xí)題中出現(xiàn)“緩慢移動(dòng)”都可理解為物體處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài).3.對(duì)應(yīng)靜態(tài)平衡，思考何為動(dòng)態(tài)平衡？704.靜態(tài)平衡與動(dòng)態(tài)平衡有何相同點(diǎn)，有何不同點(diǎn)？提示：相同點(diǎn)是合力為零；不同點(diǎn)是靜態(tài)平衡時(shí)物體保持靜止，速度為零，而動(dòng)態(tài)平衡時(shí)速度不為零，且速度大小方向始終不變.4.靜態(tài)平衡與動(dòng)態(tài)平衡有何相同點(diǎn)，有何不同點(diǎn)？71研究對(duì)象的選取(1)問(wèn)題中只有一個(gè)物體，一個(gè)過(guò)程，研究對(duì)象沒(méi)有選擇余地，就是研究這個(gè)物體和這個(gè)過(guò)程.(2)問(wèn)題中是一個(gè)連接體，又有多個(gè)過(guò)程，先研究誰(shuí)，再研究誰(shuí)；是研究一個(gè)物體好還是研究多個(gè)物體好，這在審題中需要認(rèn)真思考.（3）原則：先被研究的應(yīng)該是受力最簡(jiǎn)單、已知量足夠多的，這樣通過(guò)研究后又可將研究結(jié)果作為一個(gè)已知條件，為下一個(gè)研究創(chuàng)造條件.研究對(duì)象的選取72【知識(shí)歸納】平衡狀態(tài)的分析（1）從運(yùn)動(dòng)學(xué)角度分析：靜態(tài)平衡狀態(tài)，物體的速度v=0，物體的加速度a=0；動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)，物體的速度v≠0，物體的加速度a=0.（2）從力學(xué)角度分析:處于平衡狀態(tài)的物體不受力或雖然受力但合力為零.物體不受力只是一種理想的情況.【知識(shí)歸納】平衡狀態(tài)的分析73典例1如圖所示，質(zhì)量為m的等邊三棱柱靜止在水平放置的斜面上.已知三棱柱與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，斜面的傾角為30°，則斜面對(duì)三棱柱的支持力與摩擦力的大小分別為（）和B.和C.和D.和典例1如圖所示，質(zhì)量為m的等邊74解答本題需要把握以下兩點(diǎn)：（1）正確對(duì)物體受力分析.（2）靈活應(yīng)用共點(diǎn)力的平衡條件求解.解答本題需要把握以下兩點(diǎn)：75【規(guī)范解答】選A.對(duì)三棱柱進(jìn)行受力分析，受到重力mg、支持力N和靜摩擦力f作用，如圖所示.由于三棱柱保持靜止，處于平衡狀態(tài)，所以根據(jù)平衡條件可知，故A正確.【規(guī)范解答】選A.對(duì)三棱柱進(jìn)行76【變式備選】（2011·梅州高一檢測(cè)）如圖所示，一傾斜木板上放一物體，當(dāng)板的傾角θ緩慢增大時(shí)，物體始終保持靜止，則物體所受（）A.支持力變大B.摩擦力變大C.合外力恒為零D.合外力變大【變式備選】（2011·梅州高一檢測(cè)）如圖所示，77【解析】選B、C.以物體為研究對(duì)象，對(duì)物體受力分析，物體受到重力G、斜面的彈力N、靜摩擦力f作用，如圖.由于物體始終保持靜止，處于平衡狀態(tài)，所以物體所受的合外力始終為零，C正確，D錯(cuò)誤；物體受三個(gè)力而平衡，任意兩個(gè)力的合力與第三個(gè)力等大反向，將N與f合成，其合力F與重力G等大反向.根據(jù)直角三角形的關(guān)系可得N=mgcosθ，f=mgsinθ.當(dāng)板的傾角θ緩慢增大時(shí)，摩擦力變大，支持力變小，故A錯(cuò)誤，B正確.【解析】選B、C.以物體為研究對(duì)象，對(duì)物體受力分析，物體受到781.如果運(yùn)動(dòng)物體在某個(gè)方向上平衡，是否意味著物體在任意方向上都平衡？提示：答案是否定的．運(yùn)動(dòng)物體在某個(gè)方向上平衡，是指運(yùn)動(dòng)的物體在某一方向上合力為零，但在其他方向上合力可以不為零，如果在某個(gè)方向上合力不為零，則在該方向上物體就不處于平衡狀態(tài)．1.如果運(yùn)動(dòng)物體在某個(gè)方向上平衡，是否意味著物體在任意方向上792.如果物體保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，物體在任意方向上是否都平衡？提示：答案是肯定的．如果物體保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，則物體處于平衡狀態(tài)，由共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件可知物體受到的合力為零，即F合＝0，則在任意方向上受到的合力也為零，即在任意方向上物體都平衡．2.如果物體保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，物體在任意方向上是否803．從運(yùn)動(dòng)學(xué)角度和力學(xué)角度如何理解物體在某個(gè)方向的平衡？提示：從運(yùn)動(dòng)學(xué)角度看,物體在某個(gè)方向的平衡是指物體在某一方向上加速度為零；從力學(xué)角度看,物體在某個(gè)方向的平衡是指物體在某一方向上合力為零．3．從運(yùn)動(dòng)學(xué)角度和力學(xué)角度如何理解物體在某個(gè)方向的平衡？81平衡問(wèn)題的整體法和隔離法（1）“整體法”：把整個(gè)系統(tǒng)作為一個(gè)研究對(duì)象來(lái)分析（即當(dāng)成一個(gè)質(zhì)點(diǎn)來(lái)考慮）.（2）“隔離法”：把系統(tǒng)中各個(gè)部分（或某一部分）隔離作為一個(gè)單獨(dú)的研究對(duì)象來(lái)分析.平衡問(wèn)題的整體法和隔離法82物體在某方向的平衡1.定義：運(yùn)動(dòng)的物體在某一方向上合力為零時(shí)，在該方向上處于平衡狀態(tài).2.結(jié)論：（1）物體保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，物體在任意方向上都平衡.（2）物體在某一方向的平衡是指物體在某一方向上合力為零或加速度為零.物體在某方向的平衡83典例2如圖所示，在與水平方向成θ角、大小為F的力作用下，質(zhì)量為m的物塊沿豎直墻壁加速下滑，已知物塊與墻壁間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ.則下滑過(guò)程中物塊所受滑動(dòng)摩擦力的大小為（）A.μmgB.μ(Fcosθ+mg)C.mg-FsinθD.μFcosθ典例2如圖所示，在與水平方向成θ角、84解答本題應(yīng)關(guān)注以下三點(diǎn)：（1）對(duì)物體進(jìn)行受力分析.（2）將各力沿運(yùn)動(dòng)方向和垂直于運(yùn)動(dòng)方向進(jìn)行分解.（3）物體所受各力沿垂直運(yùn)動(dòng)方向分力的合力為零，由此解方程.解答本題應(yīng)關(guān)注以下三點(diǎn)：85【規(guī)范解答】選D.物塊沿豎直墻壁加速下滑，在水平方向處于平衡狀態(tài),即受到的合力為零.物塊的受力如圖所示.沿水平方向建立x軸，沿豎直方向建立y軸.根據(jù)平衡條件，沿x軸的方向有：N-Fcosθ=0所以物塊與墻壁的壓力為：N=Fcosθ物塊與墻壁的滑動(dòng)摩擦力為：f=μN(yùn)=μFcosθ.故只有D正確.

【規(guī)范解答】選D.物塊沿豎直墻壁加速下滑，在水平方向處于平衡86【變式備選】（2011·溫州高一檢測(cè)）如圖，節(jié)日期間小強(qiáng)站在水平河岸旁邊欣賞風(fēng)景，他手中牽住一重為10N的輕氣球，由于受水平風(fēng)力的影響，系氣球的輕繩與水平方向成37°角.已知空氣對(duì)氣球的浮力為16N，小強(qiáng)重500N，小強(qiáng)受的浮力不計(jì).求：（1）水平風(fēng)力和繩子拉力的大小.（sin37°=0.6cos37°=0.8）（2）小強(qiáng)對(duì)地面的壓力大小.（3）若水平風(fēng)力增強(qiáng)，小強(qiáng)對(duì)地面的壓力是否變化？請(qǐng)說(shuō)明理由.【變式備選】（2011·溫州高一檢測(cè)）如圖，節(jié)日期87【解析】（1）以氣球?yàn)檠芯繉?duì)象，對(duì)氣球進(jìn)行受力分析，如圖.豎直方向上:F浮=mg+Tsin37°水平方向上：F風(fēng)=Tcos37°解得T=10NF風(fēng)=8N【解析】（1）以氣球?yàn)檠芯繉?duì)象，對(duì)氣球進(jìn)行受力分析，如圖.88(2)以小強(qiáng)和氣球整體為研究對(duì)象，進(jìn)行受力分析，如圖.則豎直方向上N′=Mg+mg-F浮=494N，則小強(qiáng)對(duì)地面的壓力大小為494N.(3)由（2）中對(duì)整體的受力分析圖可知，當(dāng)水平風(fēng)力增強(qiáng)時(shí)，小強(qiáng)對(duì)地面的壓力不改變.因此豎直方向上的受力情況沒(méi)改變.答案：（1）8N10N（2）494N（3）見(jiàn)解析(2)以小強(qiáng)和氣球整體為研究對(duì)象，89典例3如圖所示，半圓形支架BAD，兩細(xì)繩OA和OB結(jié)于圓心O，下懸重為G的物體，使OA繩固定不動(dòng)，將OB繩的B端沿半圓支架從水平位置緩慢移至豎直位置C的過(guò)程中，分析OA繩和OB繩所受拉力的大小如何變化.典例3如圖所示，半圓形支架BAD，90【思路點(diǎn)撥】解答本題需要把握以下三點(diǎn)：（1）確定研究對(duì)象并進(jìn)行正確的受力分析.（2）明確研究對(duì)象所受各力的特點(diǎn)，取大小方向不變的力作為合力，根據(jù)平衡條件進(jìn)行分解（3）正確作出力的平行四邊形，結(jié)合分力的變化范圍進(jìn)行討論.【思路點(diǎn)撥】91【規(guī)范解答】繩結(jié)點(diǎn)O受重物的拉力T（T=G，大小方向不變）、OA繩和OB繩的拉力TA、TB而保持平衡，根據(jù)平衡條件可將拉力T分解為TA、TB反方向的力（如圖所示）.OA繩固定，則TA的方向不變，在OB向上靠近OC的過(guò)程中，在B1、B2、B3三個(gè)位置，兩繩受的力分別為TA1和TB1、TA2和TB2、TA3和TB3.從圖形上看出，TA逐漸變小，TB先減小后增大，當(dāng)OB和OA垂直時(shí)，TB最小.答案：逐漸減小先減小后增大 【規(guī)范解答】繩結(jié)點(diǎn)O受重物的拉力T（T=G，大小方向不變）921.若一個(gè)物體處于平衡狀態(tài)，則此物體一定是（）A.靜止B.做勻速直線運(yùn)動(dòng)C.速度均勻變化D.所有共點(diǎn)力的合力為零【解析】選D.平衡狀態(tài)包括靜止?fàn)顟B(tài)和勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，A、B錯(cuò)誤；若物體處于平衡狀態(tài)，則物體所受共點(diǎn)力的合力為零，D正確；處于平衡狀態(tài)的物體加速度等于零，而C項(xiàng)中速度均勻變化，說(shuō)明有恒定的加速度，故C錯(cuò)誤.1.若一個(gè)物體處于平衡狀態(tài)，則此物體一定是（）932.（2011·本溪高一檢測(cè)）一個(gè)質(zhì)量為3kg的物體，被放置在傾角為α=30°的固定光滑斜面上，在如圖所示的甲、乙、丙三種情況下處于平衡狀態(tài)的是（g=10m/s2）（）A.僅甲圖B.僅乙圖C.僅丙圖D.甲、乙、丙圖2.（2011·本溪高一檢測(cè)）一個(gè)質(zhì)量為3kg的物體，被放94【解析】選B.本題考查共點(diǎn)力的平衡條件.物體受三個(gè)力的作用，重力、支持力、拉力.重力沿斜面向下的分力大小為15N，故只有乙圖能保持平衡.選項(xiàng)B正確.【解析】選B.本題考查共點(diǎn)力的平衡條件.物體受三個(gè)力的作用，953.2010年廣州亞運(yùn)會(huì)上，我國(guó)運(yùn)動(dòng)員陳一冰勇奪吊環(huán)冠軍，其中有一個(gè)高難度的動(dòng)作就是先雙手撐住吊環(huán)，然后身體下移，雙臂緩慢張開(kāi)到如圖所示位置，則在兩手之間的距離增大過(guò)程中，吊環(huán)的兩根繩的拉力FT(兩個(gè)拉力大小相等)及它們的合力F的大小變化情況為（）A.FT增大，F(xiàn)不變B.FT增大，F(xiàn)增大C.FT增大，F(xiàn)減小D.FT減小，F(xiàn)不變3.2010年廣州亞運(yùn)會(huì)上，我國(guó)運(yùn)動(dòng)員96【解析】選A.由平衡條件，兩繩拉力的合力F等于人的重力，F(xiàn)恒定不變；當(dāng)兩手間距離變大時(shí)，繩的拉力的夾角由零變大，由平行四邊形定則知，F(xiàn)T變大，A正確，B、C、D錯(cuò)誤.【解析】選A.由平衡條件，兩繩拉力的合力F等于人的重力，F(xiàn)恒974.一質(zhì)量為m的物體放在水平面上，在與水平面成θ角的力F的作用下由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，如圖所示，則物體所受的摩擦力f（）A.f<μmgB.f=μmgC.f>μmgD.不能確定4.一質(zhì)量為m的物體放在水平面上，98【解析】選A.對(duì)物體進(jìn)行受力分析，物體受到重力mg、拉力F、支持力N、滑動(dòng)摩擦力f，如圖所示.將F正交分解，物體在豎直方向上處于平衡狀態(tài)，根據(jù)平衡條件得：N+Fsinθ-mg=0，所以N=mg-Fsinθ.而滑動(dòng)摩擦力f=μN(yùn)，即f=μ（mg-Fsinθ）<μmg，故A正確.【解析】選A.對(duì)物體進(jìn)行受力分析，物體受到重力mg、拉力F、995.（2011·溫州高一檢測(cè)）如圖所示，輕繩懸掛一質(zhì)量為m=2.0kg的小球，現(xiàn)對(duì)小球再施加一個(gè)力F，使小球靜止時(shí)繩子與豎直方向成60°的夾角，g取10m/s2.（1）若F為水平方向，求F的大??；（2）若要使F的取值最小，求Fmin的大小和方向.5.（2011·溫州高一檢測(cè)）如圖所示，輕繩懸掛一質(zhì)量為m=100【解析】（1）以小球?yàn)檠芯繉?duì)象，對(duì)小球進(jìn)行受力分析，如圖.由平衡條件可得mg與F的合力與T等大反向，根據(jù)直角三角形知識(shí)可知F=mgtan60°=34.6N【解析】（1）以小球?yàn)檠芯繉?duì)象，對(duì)小球進(jìn)行受力分析，如圖.101（2）由平行四邊形定則知，當(dāng)F的方向與拉力T的方向垂直時(shí)，F(xiàn)的取值最小，則Fmin=mgsin60°=17.3N，方向：斜向右上與水平方向成60°角.答案:（1）34.6N（2）17.3N斜向右上與水平方向成60°角（2）由平行四邊形定則知，當(dāng)F的方向與拉力T的方向垂直時(shí)，F(xiàn)102一、選擇題（本大題共5小題，每小題5分，共25分）1.下列關(guān)于質(zhì)點(diǎn)處于平衡狀態(tài)的論述，正確的是（）A.質(zhì)點(diǎn)一定不受力的作用B.質(zhì)點(diǎn)所受合力一定為零C.質(zhì)點(diǎn)一定沒(méi)有速度D.質(zhì)點(diǎn)一定保持靜止【解析】選B.處于平衡狀態(tài)的質(zhì)點(diǎn)，合力一定為零，B正確；不受力的質(zhì)點(diǎn)是不存在的，A錯(cuò)誤；質(zhì)點(diǎn)可能處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，C、D錯(cuò)誤.一、選擇題（本大題共5小題，每小題5分，共25分）1032.（2011·濰坊高一檢測(cè)）如圖所示運(yùn)動(dòng)圖象，表明物體不處于平衡狀態(tài)的是（）2.（2011·濰坊高一檢測(cè)）如圖所示運(yùn)動(dòng)圖象，表明物體不處104【解析】選B.當(dāng)F合=0時(shí)，物體處于平衡狀態(tài)，即物體處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，A項(xiàng)中物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)；C項(xiàng)中物體保持靜止；D項(xiàng)中物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)；B項(xiàng)中物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，處于不平衡狀態(tài)，故選B.【解析】選B.當(dāng)F合=0時(shí)，物體處于平衡狀態(tài)，即物體處于靜止1053.如圖所示，一輕繩上端固定，下端系一個(gè)質(zhì)量為m的小球.現(xiàn)對(duì)小球施加一個(gè)F=mg的水平拉力，小球偏離豎直位置并保持靜止，則輕繩與豎直方向的夾角為（）A.30°B.37°C.45°D.60°3.如圖所示，一輕繩上端固定，下端系一個(gè)質(zhì)量為m的小球.現(xiàn)對(duì)106【解析】選C.以小球?yàn)檠芯繉?duì)象，受力分析如圖所示，根據(jù)平衡條件解得tanα=1，α=45°，故C項(xiàng)正確.【解析】選C.以小球?yàn)檠芯繉?duì)象，受力分析如圖所示，根據(jù)平衡條1074.（2011·佛山高一檢測(cè)）如圖所示，用力F把物體壓在豎直墻上，此時(shí)重力為G的物體沿墻壁勻速下滑，若物體與墻壁之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,則物體所受摩擦力的大小為（）A.μFB.μF+GC.GD.μG【解析】選A、C.由于物體勻速下滑，在豎直方向上f=G，則f=μN(yùn)=μF，故A、C正確.4.（2011·佛山高一檢測(cè)）如圖所示，1085.如圖所示，電燈懸掛于兩墻壁之間，更換水平繩OA，使連接點(diǎn)A向上移動(dòng)而保持O點(diǎn)位置和OB繩的位置不變，則在A點(diǎn)向上移動(dòng)的過(guò)程中（）A.繩OB的拉力逐漸增大B.繩OB的拉力逐漸減小C.繩OA的拉力先增大后減小D.繩OA的拉力先減小后增大5.如圖所示，電燈懸掛于兩墻壁109【解析】選B、D.在繩OA的連接點(diǎn)A向上移動(dòng)的過(guò)程中，結(jié)點(diǎn)O始終處于平衡狀態(tài).取結(jié)點(diǎn)O為研究對(duì)象，受力情況如圖所示，圖中F1、F2