共點(diǎn)力平衡-2022年初高中物理銜接(原卷版)

第19講共點(diǎn)力平衡

QQ⑤您

圖甲、乙、丙、丁分別畫出了重力為G的木棒在力F］和F2的共同作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)。

觀察四個(gè)圖中的作用力的作用點(diǎn)的特點(diǎn)，找出它們的區(qū)別，總結(jié)什么是共點(diǎn)力。

提示：圖丁中，三個(gè)力共同作用在同一點(diǎn)上；圖甲中，三個(gè)力雖然不作用在同一點(diǎn)上,

但它們的延長(zhǎng)線交于一點(diǎn)，具有以上兩個(gè)特點(diǎn)的力叫作共點(diǎn)力。

圖乙、丙中的力不但沒有作用在同一點(diǎn)上，它們的延長(zhǎng)線也不能交于一點(diǎn)，所以不是共

點(diǎn)力。

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.

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Fm=0或，,其中Fxa和Fya分別是將力進(jìn)行正交分解后，在x軸和y軸上所受

Iy「°

的合力.

例題1.重力為G的體操運(yùn)動(dòng)員在進(jìn)行自由體操比賽時(shí)，有如圖所示的比賽動(dòng)作，當(dāng)運(yùn)動(dòng)員

豎直倒立保持靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，兩手臂對(duì)稱支撐，夾角為0,則（）

A.當(dāng)上60。時(shí)，運(yùn)動(dòng)員單手對(duì)地面的壓力大小為9

B.當(dāng)A120。時(shí)，運(yùn)動(dòng)員單手對(duì)地面的壓力大小為G

C.當(dāng)壞同時(shí)，運(yùn)動(dòng)員受到的合力不同

D.當(dāng)壞同時(shí)，運(yùn)動(dòng)員與地面之間的相互作用力不相等

對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1.如圖所示，在水平天花板上用繩AC、BC和CD吊起一個(gè)物體，使其處于靜止

狀態(tài)，結(jié)點(diǎn)為C,繩子的長(zhǎng)度分別為AC=4dm,BC=3dm,懸點(diǎn)A、B間距為5dm。則

AC繩、BC繩、CD繩上的拉力大小之比為（）

A.40：30：24

B.4：3：5

C.3：4：5

D.因CD繩長(zhǎng)未知，故無法確定

例題2.物體在五個(gè)共點(diǎn)力的作用下保持平衡，如圖所示，其中F1大小為10N,方向水平

向右，求：

（1諾撤去力F『而保持其余四個(gè)力不變，其余四個(gè)力的合力的大小和方向；

（2睹將可轉(zhuǎn)過90。，物體所受的合力大小.

對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練2.一物體靜止于水平桌面上，兩者之間的最大靜摩擦力為5N,現(xiàn)將水平面內(nèi)三

個(gè)力同時(shí)作用于物體的同一點(diǎn)，三個(gè)力的大小分別為2N、2N、

3N.下列關(guān)于物體的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況判斷正確的是（）

A.物體所受靜摩擦力不可能為2N

B.物體所受靜摩擦力不可能為4N

C.物體可能仍保持靜止

D.物體一定被拉動(dòng)

、共點(diǎn)力平衡的條件

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).

⑵對(duì)平衡狀態(tài)”的理解

_Av

不管是靜止還是勻速直線運(yùn)動(dòng)，速度保持不變，所以Av=O,a=},對(duì)應(yīng)加速度為零，速

度為零不代表a=0.

2.共點(diǎn)力平衡的條件

⑴共點(diǎn)力平衡的條件是合力為0.

(2)表示為：F=0；或?qū)⒏髁Ψ纸獾絰軸和y軸上，滿足Fx=0,且比=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.

例題3.用三根輕繩將質(zhì)量為m的物塊懸掛在空中，如圖所示.已知ac和be與豎直方向的

夾角分別為30°和60°,重力加速度為g,則ac繩和be繩中的拉力大小分別為()

mg

對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練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、偏角之間有什么樣的關(guān)系呢？（S力

加速度為g）

/＜風(fēng)

6m三

例題4.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。重力

加速度為g,下列關(guān)系正確的是（）

A.F="岷B.F=mgtan9

tan0

=產(chǎn)D.F=mgtan。

C*FNEN

對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練4.節(jié)日里懸掛燈籠的一種方式如圖所示，A、B兩點(diǎn)等高，O為結(jié)點(diǎn)，輕繩AO、

BO長(zhǎng)度相等，拉力分別為FA、FD.燈籠受到的重力為G。下列表述正確的是（）

A.%一定小于G

A

B.也與F“大小相等

AB

C.FA與FR大小不相等

AB

D.也A與FDR大小之和等于G

律堂細(xì)J;耳

1.侈選）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)廁物體受到的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

2.物體受到共點(diǎn)力的作用,下列說法中正確的是（）

A.在某一時(shí)刻速度等于0的物體一定處于平衡狀態(tài)

B.相對(duì)于另一物體保持靜止的物體一定處于平衡狀態(tài)

C.物體所受合力為0,就一定處于平衡狀態(tài)

D.物體做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，一定處于平衡狀態(tài)

3.下列幾組共點(diǎn)力分別作用在一個(gè)物體上，不能使物體達(dá)到平衡狀態(tài)的是（）

A.lN,2N,3N

B.12N,12N,12N

C.4N,5N,10N

D.4N,8N,12N

4.如圖所示，有一只重為G的蜻蜓在空中沿虛線方向勻速直線飛行，在此過程中，蜻蜓受到空

氣對(duì)它作用力的方向是（）

A.a方向B.b方向

C.c方向D.d方向

5.一個(gè)質(zhì)量為3kg的物體被放置在傾角為批30。的固定、光滑斜面上，在如圖所示的甲、乙、

丙三種情況下，物體處于平衡狀態(tài)的是（g取10N/kg）（）

甲乙內(nèi)

A.僅甲圖B.僅丙圖

C.僅乙圖D.甲、乙、丙圖

6.樹懶是一種懶得出奇的哺乳動(dòng)物,什么事都懶得做湛至懶得去吃懶得去玩耍，能耐饑一個(gè)

月以上啡得活動(dòng)不可時(shí)，動(dòng)作也是懶洋洋的極其遲緩。圖中的樹懶靜止倒掛在樹干上,則樹干

給樹懶的力方向?yàn)?

A.垂直于樹干向上

B.沿樹干向上

C.豎直向上

D.樹干形變復(fù)雜，無法判斷力的方向

7.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)為從斜面的傾角為30°,重力加速度為g,則斜面對(duì)三棱柱的支持力與摩擦力的大小分

別為（）

B.lmg和Bng

22

C.lmg和ImgD.qmg和Xhng

2222

8.如圖所示,對(duì)稱晾掛在光滑等腰三角形衣架上的衣服質(zhì)量為M,衣架頂角為120。,重力加速

度為g,則衣架右側(cè)對(duì)衣服的作用力大小為（）

A.LMgB.qMg

23

C.qMgD.Mg

2

9.如圖所示，質(zhì)量均為m的A、B兩球，用一根勁度系數(shù)為k的輕彈簧連接，靜止于半徑

為R的光滑半球形碗中，彈簧水平，兩球間距為R,且球的半徑遠(yuǎn)小于碗的半徑.則彈簧的

原長(zhǎng)為()

A罕k+R

*R

10.如圖所示，質(zhì)量為mj的物體甲通過三段輕繩懸掛，三段輕繩的結(jié)點(diǎn)為O,輕繩OB水平

且B端與站在水平面上的質(zhì)量為m2的人相連，輕