銜接點(diǎn)19 共點(diǎn)力平衡（原卷版）

銜接點(diǎn)19共點(diǎn)力平衡課程標(biāo)準(zhǔn)初中掌握二力平衡條件是兩個(gè)力大小相等、方向相反高中1.知道什么是平衡狀態(tài)，掌握共點(diǎn)力平衡的條件.2.會(huì)利用合成法或分解法分析三力平衡問題．初中物理知識(shí)儲(chǔ)備平衡態(tài)和平衡條件：1.物體受到幾個(gè)力作用時(shí)，如果保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，我們就說這幾個(gè)力平衡或物體處于平衡狀態(tài)，二力平衡最是簡(jiǎn)單的平衡狀態(tài).2.物體在非平衡力作用下運(yùn)動(dòng)狀態(tài)將改變。3.二力平衡條件：作用在一個(gè)物體上的兩個(gè)力,如果大小相等、方向相反,并且作用在同一條直線上,這兩個(gè)力就彼此平衡。高中物理新知識(shí)、新模型知識(shí)點(diǎn)一共點(diǎn)力幾個(gè)力如果都作用在物體的同一點(diǎn)，或者它們的作用線相交于一點(diǎn)，這幾個(gè)力叫作共點(diǎn)力．知識(shí)點(diǎn)二共點(diǎn)力平衡的條件1．平衡狀態(tài)：物體受到幾個(gè)力作用時(shí)，保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)．2．在共點(diǎn)力作用下物體平衡的條件是合力為0.即F合＝0或eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(Fx合＝0,Fy合＝0))，其中Fx合和Fy合分別是將力進(jìn)行正交分解后，在x軸和y軸上所受的合力．知識(shí)點(diǎn)三、共點(diǎn)力平衡的條件的理解1．平衡狀態(tài)(1)物體處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)．(2)對(duì)“平衡狀態(tài)”的理解不管是靜止還是勻速直線運(yùn)動(dòng)，速度保持不變，所以Δv＝0，a＝eq\f(Δv,Δt)＝0.注意：速度為零時(shí)，a不一定為零，例如汽車剛啟動(dòng)瞬間或豎直上拋運(yùn)動(dòng)的最高點(diǎn)．2．共點(diǎn)力平衡的條件(1)共點(diǎn)力平衡的條件是合力為0.(2)表示為：F合＝0；或?qū)⒏髁Ψ纸獾絰軸和y軸上，滿足Fx合＝0，且Fy合＝0.①二力平衡：若物體在兩個(gè)力作用下處于平衡狀態(tài)，則這兩個(gè)力一定等大、反向、共線．②三力平衡：若物體在三個(gè)共點(diǎn)力作用下處于平衡狀態(tài)，則其中任意兩個(gè)力的合力與第三個(gè)力等大、反向、共線．③多力平衡：若物體在多個(gè)共點(diǎn)力作用下處于平衡狀態(tài)，則其中任意一個(gè)力與其余所有力的合力等大、反向、共線．(3)當(dāng)物體受三個(gè)力平衡，將表示這三個(gè)力的有向線段依次首尾相連，則會(huì)構(gòu)成一個(gè)矢量三角形，表示合力為0.初、高中物理銜接點(diǎn)1.同學(xué)們，在初中階段對(duì)平衡問題已經(jīng)有了初步了解，但僅限于二力平衡，也不涉及共點(diǎn)力的概一般物體的平衡問題相對(duì)復(fù)雜，高中階段只限于探討共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件。高中階段學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容包括:什么是共點(diǎn)力;依據(jù)二力平衡條件和力的合成，推理得出共點(diǎn)力平衡條件;應(yīng)用平衡條件解決實(shí)際問題。2.共點(diǎn)力平衡的條件是本節(jié)的重點(diǎn)。主要是因?yàn)?第一，共點(diǎn)力平衡是形成運(yùn)動(dòng)與相互作用觀念的重要知識(shí)載體，物體平衡是一種特殊條件(合力為0)下的特殊運(yùn)動(dòng)(加速度為0)。第二共點(diǎn)力平衡的條件在運(yùn)動(dòng)與相互作用觀念形成過程中具有承上啟下的作用。承上，是指該內(nèi)容是在初中二力平衡基礎(chǔ)上得出的，是二力平衡的進(jìn)一步拓展和延伸;啟下，是指共點(diǎn)力平衡是后續(xù)學(xué)習(xí)中深人研究“物體所受合力不為0時(shí)，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)如何變化”的認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)。3.學(xué)習(xí)共點(diǎn)力平衡的思路是這樣的:首先回憶初中學(xué)習(xí)的二力平衡，從合力的角度認(rèn)識(shí)二力平衡，即合力為0時(shí)物體處于平衡狀態(tài):然后通過問題拓展到物體受多個(gè)共點(diǎn)力作用的情況，同學(xué)們通過力的合成可以把多個(gè)力合成兩個(gè)力，最終結(jié)合二力平衡得出結(jié)論:在共點(diǎn)力作用下物體平衡的條件是合力為0。4.分析平衡問題的基本思路1．明確平衡狀態(tài)(合力為零)．2．巧選研究對(duì)象．3．受力分析(畫出規(guī)范的受力分析圖)．4．列平衡方程(靈活運(yùn)用力的合成法、效果分解法、正交分解法)．5．求解或討論(解的結(jié)果及物理意義)．例題1.(多選)下面關(guān)于共點(diǎn)力的平衡與平衡條件的說法正確的是()A．如果物體的運(yùn)動(dòng)速度為零，則必處于平衡狀態(tài)B．如果物體的運(yùn)動(dòng)速度大小不變，則必處于平衡狀態(tài)C．如果物體處于平衡狀態(tài)，則物體沿任意方向的合力都必為零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)力的合力與第三個(gè)力大小相等、方向相反例題2.如圖所示，光滑半球形容器固定在水平面上，O為球心．一質(zhì)量為m的小滑塊，在水平力F的作用下靜止于P點(diǎn)．設(shè)滑塊所受支持力為FN，OP與水平方向的夾角為θ，重力加速度為g，下列關(guān)系正確的是()A．F＝eq\f(mg,tanθ) B．F＝mgtanθC．FN＝eq\f(mg,tanθ) D．FN＝mgtanθ例題3.在科學(xué)研究中，可以用風(fēng)力儀直接測(cè)量風(fēng)力的大小，其原理如圖所示．儀器中一根輕質(zhì)金屬絲懸掛著一個(gè)金屬球．無風(fēng)時(shí)，金屬絲豎直下垂；當(dāng)受到沿水平方向吹來的風(fēng)時(shí)，金屬絲偏離豎直方向一個(gè)角度．風(fēng)力越大，偏角越大．通過傳感器，就可以根據(jù)偏角的大小指示出風(fēng)力．那么風(fēng)力大小F跟金屬球的質(zhì)量m、偏角θ之間有什么樣的關(guān)系呢？(重力加速度為g)一、單選題1．如圖所示，水平面上固定兩排平行的半圓柱體，重為G的光滑圓柱體靜置其上，a、b為相切點(diǎn)，，半徑Ob與重力的夾角為37°。已知，，則圓柱體受到的支持力Fa、Fb大小為（

）A．， B．，C．， D．，2．如圖所示，用a、b兩輕繩掛一重力大小為G的玩具青蛙，已知a繩水平，b繩傾斜，輕繩a的拉力大小為，輕繩b的拉力大小為，則（）

A． B．C． D．3．用繩懸掛一個(gè)重物，水平，O為半圓形支架的圓心，懸點(diǎn)A和在支架上。懸點(diǎn)A固定不動(dòng)，將懸點(diǎn)從如圖所示位置逐漸移動(dòng)到點(diǎn)的過程中，繩和繩上的拉力的大小變化情況是（）

A．繩上的拉力逐漸增大B．繩上的拉力逐漸增大C．繩上的拉力先減小后增大D．繩上的拉力先增大后減小4．如圖所示，“嫦娥五號(hào)”探測(cè)器靜止在月球平坦表面處。已知探測(cè)器質(zhì)量為m，四條腿與豎直方向的夾角均為θ，月球表面的重力加速度為地球表面重力加速度g的。每條腿對(duì)月球表面壓力的大小為（

）

A． B． C． D．5．某瓜子破殼機(jī)如圖甲，將瓜子放入兩圓柱體所夾的凹槽之間，按壓瓜子即可破殼。破殼機(jī)截面如圖乙，瓜子的剖面可視作頂角為的扇形，將其豎直放入兩完全相同的水平等高圓柱體A、B之間，并用豎直向下的恒力F按壓瓜子且保持靜止，若此時(shí)瓜子殼未破開，忽略瓜子自重，不計(jì)摩擦，則（）A．若僅增大A、B距離，瓜子對(duì)圓柱體A的壓力增大B．若僅增大A、B距離，瓜子對(duì)圓柱體A的壓力減小C．若A、B距離不變，頂角越大，瓜子對(duì)圓柱體B的壓力越小D．若A、B距離不變，頂角越大，瓜子對(duì)圓柱體B的壓力越大6．如圖所示，一個(gè)半球形的碗放在桌面上，碗口水平，O是球心，碗的內(nèi)表面光滑，一根輕質(zhì)桿的兩端固定有兩個(gè)小球，質(zhì)量分別為、，當(dāng)它們靜止時(shí)，、與球心的連線跟水平面分別成、角，則碗對(duì)、的彈力大小之比是多少（）

A． B． C． D．7．如圖，半徑為R、質(zhì)量為m的半圓柱體A放在粗糙的水平地面上，A與豎直墻面間有一半徑為R、質(zhì)量為m的光滑圓柱體B，A和B的質(zhì)量分布都均勻。改變半圓柱體A距豎直墻面的距離，使A、B仍保持靜止?fàn)顟B(tài)，半圓柱體A的圓心距豎直墻面的最遠(yuǎn)距離為。設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，則半圓柱體A與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為（）

A． B． C． D．8．如圖所示，物體m靜止于一斜面上，斜面固定，若將斜面的傾角稍微增加一些，物體m仍然靜止在斜面上，則（）

A．斜面對(duì)物體的支持力變小B．斜面對(duì)物體的摩擦力變小C．物體所受的合外力變小D．物體所受的合外力變大9．如圖所示，一玻璃清潔工人坐在簡(jiǎn)易的小木板BC上，通過樓頂?shù)幕喓洼p繩OA在豎直平面內(nèi)緩慢下降。工人兩腿并攏伸直，腿與豎直玻璃墻的夾角，在下降過程中β角保持不變。玻璃墻對(duì)腳的作用力始終沿腿方向，小木板BC保持水平且與玻璃墻垂直。某時(shí)刻輕繩OA與豎直玻璃墻的夾角，連接小木板的兩等長(zhǎng)輕繩AB、AC的夾角，且與OA在同一平面內(nèi)。已知工人及工具的總質(zhì)量，小木板的質(zhì)量可忽略不計(jì)，g取10m/s2。工人在穩(wěn)定且未擦墻時(shí)，下列說法正確的是（）

A．從該時(shí)刻起，工人在緩慢下移的過程中，繩OA的彈力減小B．從該時(shí)刻起，工人在緩慢下移的過程中，腳對(duì)墻的作用力增大C．此時(shí)若工人不觸碰輕繩，小木板受的壓力大小為448ND．此時(shí)若工人不觸碰輕繩，繩AB的張力大小為700N10．春節(jié)期間人們都喜歡在陽臺(tái)上掛一些燈籠來作為喜慶的象征。如圖所示，是由六根等長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)繩懸掛起五個(gè)質(zhì)量相等的燈籠1、2、3、4、5，中間的兩根細(xì)繩和的夾角，下列選項(xiàng)中正確的是（）

A．的拉力為單個(gè)燈籠重力的2.5倍B．的延長(zhǎng)線不能平分2燈籠與繩之間的夾角C．繩與繩的彈力大小之比為D．繩與繩的彈力大小之比為二、多選題11．如圖所示，輕桿OA與輕桿OB通過光滑鉸鏈安裝在豎直墻面上，另一端通過A鉸鏈連接于O點(diǎn)。已知，，鉸鏈質(zhì)量忽略不計(jì)，重力加速度為g?，F(xiàn)將一個(gè)質(zhì)量為m的物塊通過輕繩懸掛于O點(diǎn)保持靜止，下列說法正確的是（）

A．輕桿OA對(duì)O點(diǎn)鉸鏈的作用力為mgB．豎直墻對(duì)A、B兩點(diǎn)鉸鏈的總作用力方向豎直向上C．若在O點(diǎn)施加從零緩慢增大且水平向左的外力，則輕桿OB的彈力先減小后反向增大D．若在O點(diǎn)施加從零緩慢增大且水平向右的外力，則輕桿OB的彈力先增大后減小12．倉(cāng)庫(kù)地面上放置一箱貨物，貨物與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)恒定，快遞員用一水平推力推貨物，貨物恰好在水平地面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)；若僅將該力方向變?yōu)榕c水平方向成角斜向上，大小不變拉貨物，貨物仍在水平地面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，如圖所示，已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?，，，下列說法正確的是（

）

A．貨物與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.75B．若貨物質(zhì)量增加，且仍保持勻速直線運(yùn)動(dòng)，則需要增大，減小C．若用大小為的水平力推貨物時(shí)，貨物的加速度為D．若用大小為，與水平方向成斜向上的力拉貨物時(shí)，貨物將離開地面13．質(zhì)量均勻分布的光滑球A與B通過輕繩連接，跨過兩輕質(zhì)定滑輪懸掛于平臺(tái)兩側(cè)，初始狀態(tài)A球與水平面接觸且有擠壓，B球懸于空中，如圖所示，不計(jì)輕繩和滑輪間的摩擦，若A發(fā)生均勻的少量膨脹后，兩球仍能保持靜止?fàn)顟B(tài)，則（

）A．兩球的質(zhì)量不可能相等 B．水平面對(duì)平臺(tái)一定有靜摩擦力的作用C．膨脹后平臺(tái)側(cè)面對(duì)A彈力變大 D．膨脹后A對(duì)地面壓力會(huì)變大14．重力為和的物體、疊放在水平地面上，如圖所示。、間接觸面光滑，水平推力作用在上，沿斜面勻速上升，始終靜止。若的斜面傾角為，則（）

A． B．C．地面對(duì)的支持力大于 D．地面對(duì)的摩擦力大小為15．2022年8月19日重慶發(fā)生森林火災(zāi)，滅火直升飛機(jī)沿水平方向勻速往返火場(chǎng)和取水區(qū)上空，其中貯水桶受到與運(yùn)動(dòng)方向相反、大小保持不變的水平風(fēng)力F。已知貯水桶（包含水）的重力為G，貯水桶受到繩子的拉力為T，繩子與豎直方向的夾角為θ，如果貯水桶總保持與直升飛機(jī)相對(duì)靜止，下列正確的是（

）

A．拉力T的大小可能等于水平風(fēng)力F的大小B．C．T與G的合力與F相同D．返回取水區(qū)的過程中，夾角θ比滅火前大16．如圖所示，光滑圓環(huán)豎直固定，A為圓環(huán)上的最高點(diǎn)，橡皮條上端固定在A點(diǎn)，下端連接一套在圓環(huán)上的輕質(zhì)小環(huán)位于B點(diǎn)，AB與豎直方向的夾角，用光滑鉤拉橡皮條中點(diǎn)，將橡皮條中點(diǎn)拉至圓環(huán)上C點(diǎn)（橡皮條未與圓環(huán)接觸）時(shí)，鉤的拉力大小為，為保持小環(huán)靜止于B點(diǎn)，需給小環(huán)施加一作用力，則下列說法中正確的是（）A．若沿豎直方向，則B．若沿水平方向，則C．的最小值為10ND．的最大值為20N17．如圖所示，在水平地面上疊放著A、B、C三個(gè)完全相同的物塊，今用水平力F作用于B時(shí)，A、B、C均處于靜止?fàn)顟B(tài)，則下列判斷正確的是（）

A