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1、2012 届高考物理第一轮共点力的平衡专题考点复习教案2012 届高三物理一轮复习学案：第一力 物体的平衡专题五 共点力的平衡【考点透析】一 本专题考点：共点力共点力的平衡条二 理解和掌握的内容1共点力：各力的作用点相同或力的作用线交于一点。在不涉及物体转动的问题中，可把非共点力经平移转化成共点力。2共点力的平衡条（1）衡状态：静止状态或匀速直线运动状态。注意速度为零加速度不为零不是平衡状态，例如做竖直上抛运动的物体运动到最高点时不是平衡状态。（2）衡条：物体所受合外力为零，即F=0。由牛顿第二定律F=a，当 a=0 时，F=0。我们可把共点力的平衡条理解成牛顿第二定律的一个推论。（3）点力平
2、衡条的推论：几个力构成平衡力，其中一个力和其余力的合力构成平衡力；几个力构成平衡力，其中几个力的合力和其余力的合力构成平衡力；三个非平行力作用下物体处于平衡状态，则这三个力是共点力。3求解共点力平衡的问题常用法：（1）交分解法，此时平衡条应表述为：FX=0 F=0。在建立坐标系时，要考虑尽量减少力的分解。（2）的三角形法，物体受到同一平面内三个互不平行的力的作用时，将这三个力经平移必得到一个闭合三角形。（3）体法。【例题精析】例 1 重力为 10N 的小球被轻绳 a、b 悬挂在天花板和墙壁上，其中绳 b 水平，绳 a 与竖直方向成 30角，如图 1-37 所示。求绳 a、b的拉力。解析：方法一
3、：对小球进行受力分析如图。小球受三个力的作用，根据平衡条，这三个力中的任意两个力的合力跟第三力必然等大反向。将 Ta 、Tb 合成，其合力为 F，如图 1-38，根据平衡条 F=G=10N在直角三角形中，这种先把某些力合成再建立力学方程的方法称为合成法，在物体受力不多，比如三个力时采用此种方法比较方便。这种方法不但在平衡问题中经常可以采用，在动力学问题中也经常可以用到。方法二：对小球进行受力分析并建立平面直角坐标系，将不在坐标轴上的力向坐标轴上进行正交分解，如图 1-39。 根据平衡条 Fx =0 F =0有 Ta sin30Tb = 0 Ta s30G = 0 由解得 代入解得 这种方法称为
4、正交分解法，它是解决力学问题的重要方法，特别适合在物体受力比较复杂的情况下。从以上两种方法中可以看到，解决力学问题，首先要在明确了研究对象的前提下，对研究对象做出准确、清晰的受力分析，而力的合成和分解是建立力学方程的重要手段和步骤。例 2 如图 1-40 所示，质量为的物体放在倾角为 的斜面上，在水平恒定的推力 F 的作用下，物体沿斜面匀速向上运动，则物体与斜面之间的动摩擦因数为。解析：分析物体受力情况，建立直角坐标系如图 1-41。根据共点力平衡条：在 X 轴方向 在轴方向 又 由以上三式， 思考拓宽：我们实际沿斜面方向建立 X 轴，解题时，也可取 F 的方向为 X 轴，这样需分解两个力。若
5、在其它方向建立坐标，则四个力都要分解，造成运算麻烦。因此，在建立坐标系时，要尽量让更多的力落在坐标轴上。例 3 有一直角架 AB，A 水平放置，表面粗糙。B 竖直向下，表面光滑。A 上套有一个小环 P，B 上套有一个小环 Q，两环质量均为，两环间由一根质量可忽略、不可伸长的细绳相连，并在某一位置平衡（如图 1-42） 。现将 P 环向左移一小段距离，两环再次达到平衡，移动后和移动前比较，A 杆对 P 环的支持力 N；细绳的拉力 T 。 （以上两空填“变大” 、 “变小”、 “不变”）解析：分析 P、Q 的受力情况如图 1-43，取 Q 为研究对象，P 左移时，绳与竖直方向夹角变大，拉力变大；取
6、整体为研究对象，N2=2g，A 对 P 的支持力不变。思考与拓宽：求解 N2，可取 P 为研究对象，利用正交分解法，同样可得正确结果，但不如整体法得直接。运用整体法，可避免分析求解物体间的相互作用力，应为解题首选。【能力提升】知识与技能1将某种材料的长方体锯成 A、B 两块放在水平桌面上，并紧靠在一起，如图 1-44 所示，物体 A 的角度如图中所示。现用水平方向的力 F 推物体，使 A、B 保持矩形整体沿力 F 方向匀速运动，则A 物体 A 在水平方向受两个力作用，合力为零B 作用于 A 的摩擦力不止一个物体 B 对 A 的压力大小等于桌面对 A 的摩擦力大小D 物体 B 在水平方向受五个力
7、作用2如图 1-4 所示，用绳子牵引小船使之匀速向岸运动，设水的阻力不变，在小船靠岸前A 绳子的拉力不断增大B 绳子的拉力不变船所受浮力不变D 船所受浮力增大3如图 1-46，物体 A 恰能在斜面上保持静止A 如在 A 上轻放一物体，A 将匀速下滑B 如在 A 上轻放一物体，A 将加速下滑若在 A 的上表面加一竖直向下压力，A 仍静止D 若在 A 的上表面加一竖直向下压力，A 将匀速下滑4如图 1-47 所示，AB 为可绕 B 转动的挡板，G 为圆柱体。夹于斜面与挡板之间。若不计一切摩擦，使夹角 由开始时较小逐渐增大到 90的过程中，挡板 AB 受到的压力A 不断增大B 不断减小先增大后减小D
8、 先减小后增大能力与素质如图 1-48 所示，A、B 两物体的重力分别为 3N、4N ，A 用绳悬挂在天花板上，B 放在水平地面上， A、B 间的轻弹簧的弹力为2N。则绳的拉力的可能值为 _ 。B 对地面的压力的可能值为 。6如图 1-49 所示，人重 600N，平板重 400N，如果人要拉住木板，它应施加的拉力为N。若人重不变，平板重力超过N 时，人无论如何也拉不住木板。7如图 1-0 所示，一个体积为 V=13，质量=029g 的氢气球，用一根长度等于气球半径的细绳系住，绳的另一端固定在光滑竖直墙上，试求气球平衡时，墙受到的压力和绳中的张力。已知空气密度=129g/38如图 1-1 所示，
9、水平放置的两固定光滑硬杆 A、B 成 角，在两杆上分别套有轻环 P、Q，并用轻绳连接两环。现用恒力 F 沿 B方向拉环 Q，当两环达到平衡时绳子的张力多大？效果验收一、选择题1如图 1-2 所示，A、B、的质量分别为 A、B、 ，整个系统相对于地处于静止状态，则 B 对和地面对的摩擦力的大小分别为AAg，BgBBg， AgAg，0DBg，02如图 1-3 所示，放置在水平地面上的物块受到力 F 的作用保持静止。现在使力 F 增大，物块仍然静止。A 物块受到的摩擦力一定减小 B 物块受到的摩擦力一定不变物块对地面的压力一定减小 D 物块受到的合力一定增加3三个在同一平面上的力，作用在一个质点上，
10、三个力的方向在平面内任意调节，欲使质点所受合力大小能在 014N 到 17N 的范围内，这三力的大小可以是4N，6N，8N2N,10N,1N 014N,9N,17N30N,40N,60NABD4如图 1-4 所示，物体重 100N，放在水平地面上，物体右端与一轻弹簧连接，物体与地面的最大静摩擦力为 40N。用一水平向左的 30N 的力作用在物体左端，物体仍静止，则物体所受弹簧的弹力不可能的是：A20N B40N60N D80N有两个互成角度的共点力，夹角为 ，它们的合力的大小随 的变化关系如图 1-所示。那么，这两个力的大小分别是A 3N、4N B2N、N1N、6N D3N、 3N6如图 1-
11、6 所示，一根轻绳跨过定滑轮后系在大重球上，球的大小不能忽略。在轻绳的另一端加一竖直向下的力 F，使球沿斜面由底端缓慢拉上顶端，各处的摩擦不计，在这个过程中拉力 FA保持不变 B逐渐增大先增大后减少 D先减少后增大7如图 1-7 所示，在粗糙水平面上有一个三角形木块 ab，在它的两个粗糙斜面上分别放有质量为 1 和 2 的木块。当两木块沿三角形木块匀速下滑时，粗糙水平面对三角形木块A 有摩擦力作用B 没有摩擦力作用由于 1 、1、2、2 均未知，故无法确定是否存在摩擦力D 匀速下滑比静止时的支持力要小8有一直角 V 形槽，固定放在水平面上，槽的两侧壁与水平面夹角均为 4，如图 1-8 所示，有
12、一质量为的正方体均匀木块放在槽内，木块与槽两侧面间的动摩擦因数分别为 和 （ ） 。现用水平力推木块使之沿槽运动，则木块受到的摩擦力为A B D 二、填空题9如图 1-9 所示，表面光滑、重力不计的尖劈插在缝 AB 间，在尖劈背上加一压力 F，则尖劈对 A 侧的压力为 ，对 B 侧的压力为 ，已知尖劈的夹角为 。10在验证“互成角度的两个力的合成 ”的实验中，某小组得出如图 1-60 所示的图（F 与 A、共线） ，其中 A 为固定橡皮条的图钉，为橡皮条与细绳套的结点， （1）图中_是 F1 与 F2 合成的理论值；_是 F1 与 F2 合力的实际值（ 2）验证力的合成与分解遵循平行四边形定则
13、，最终表现为验证_。11用精密仪器测量一物体的长度，得其长度为 163812，如果用最小刻度为的米尺测量，则其长度读数应为_，如果用 0分度的卡尺测量，则其长度应读为_，如果用千分尺测量，则其长度应读为_。三、计算题12一质量为的物体，在倾角为 的斜面体上恰好能沿斜面匀速下滑，这时斜面体在水平地面上静止不动，现用力沿斜面向上的方向拉该物体，使它沿斜面匀速上升，斜面体仍静止不动。求此时地面对斜面体的静摩擦力多大？13如图 1-61 所示，一个圆球半径为 R，重量为 G，其重心不在球心上，现把它放在槽、N 上，平衡时重心在球心的正上方 R/3 处，支点、N 在同一水平面，相距也为 R。摩擦力不计。则平衡时支点对圆球的支持力的大小为多少？14如图 1-62 所示，两木块的质量分别为 1 和 2，两轻质弹簧的劲度系数分别为 1 和 2，上面的木块压在上面的弹簧上（但不拴接） ，整个系统处于平衡状态。现缓慢向上提上面的木块，直到它刚离开上面的弹簧，在这过程中下面木块移动的距离为多少，上面木块移动的距离为多少。 专题五 1B 2A 3 4B 1N 或 N；6N 或 2N 620；1800 7 ； 8 效果验收： 1 2 3 4D A 6B 7B 8A 9 ； 10F；F ；F 与 F大小相等方向一致 11164；1638；16381 12 13 14
