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1、用心 爱心 专心1“力的平衡力的平衡”学习指导学习指导物理学的三个基本问题是：是什么（what）？为什么(why)？和怎么办(how)？ 体现在“力的平衡”中，主要掌握三个问题，一是什么是力的平衡（是什么） ；二是力 的平衡条件（为什么） ；三是力的平衡条件的应用（怎么办） 。 一、一、力的平衡的概念（什么是力的平衡）力的平衡的概念（什么是力的平衡） 如果物体保持静止或做匀速直线运动，我们说物体处于平衡状态。对此有两点要注意：1所谓保持静止是指：速度 v=0,并且加速度 a=0，反例：如竖直上抛运动的物体到达最高点时虽然 v=0，但0a，因此不是平衡状态；所谓做匀速 直线运动的物体是0v，a=
2、0，是平衡状态。所以物体是否处于平衡状 态，不是看其速度，而是看其加速度，a=0 则平衡，0a则不平衡。 2物体保持静止是处于平衡状态，但平衡不一定静止；同样，物体做匀速直 线运动是处于平衡状态，但平衡不一定做匀速直线运动。它们的逻辑关系 是：共点力的平衡：静止 匀速直线运动二、二、力的平衡的条件（怎么才能平衡）力的平衡的条件（怎么才能平衡）力的平衡的条件是：物体所受的合外力为零，即0合F。1推理过程： （1）二力平衡：物体在两个力作用下，如果这两个力大小相等、方向相反、作用在同 一条直线上，即合力为 0，则二力平衡。 （初中学过） （2）物体受到三个共点力（F1、F2、F3）的作用，则其中两
3、个力（例如 F1、F2、）可 以合成为一个力（不妨称为 F12） （力的合成在前一章学过） ，则三力平衡问题可以归结为二 力平衡问题。 （3）既然 F12与 F3的合力为 0，则 F1、F2、F3三个力的合力为 0。 （4）多力平衡问题可以归结为二力平衡问题，则多个共点力的平衡条件是多力的合力 为 0。 2力的平衡条件的推广和加深： （1）三力平衡则平衡的三个力的矢量图可组成闭合三角形；如图 1、图 2 所示。F12F2F1F3 图 1用心 爱心 专心2F2F3F1图 2 多力平衡则平衡的几个力的矢量图可组成闭合多边形。如图 3、图 4 所示。F123F3F2 F12F1F4图 3F3F2F4
4、F1图 4（2）把力正交分解后，力的平衡条件可以表示为： 00yx FF如果这两个方向只在某一方向上平衡，则在这一方向上的合力为 0。例如沿斜面加速 下滑的物体在沿斜面方向上（设为 x 方向）不平衡，但在垂直斜面方向上（设为 y 方向） 平衡，则有 Fy=0.用心 爱心 专心3yN xG图 5 三、力的平衡条件的应用（推论）三、力的平衡条件的应用（推论） 推论推论 1.如果在若干个共点力作用下物体平衡，则其中一个力与其余的力的合力大小相 等、方向相反、作用在同一条直线上，即合力为 0。 例 1一物体在 4 个力作用下处于静止状态，其中一个力（例如 F1）大小为 10N，其 余三个力大小未知，如
5、若将这个力转动 900，则物体受的合力是多少 N？ 解：F 1FF3F2F234F1F4图 6 如图 6 所示，根据推论 1，F2、F3、F4三力的合力与 F1大小相等、方向相反、作用在同一条直线上，用 F234表示，F1转动 900后必与 F234垂直，用 1F表示，则 1F与F234的合力为图中之 F，其大小为N210，即物体受的合力是N210。推论推论 2. 同一平面上的三个不平行的力平衡，则三力必共点。 例 2半圆形碗内放一个密度不均匀的筷子而保持静止，如图 7 所示，试用作图 法求筷子的重心。 解：如图 7 所示，筷子受 3 个力：重力 G，碗内的支持力 F，指向圆心，碗边的 支持力 N，垂直于筷子，根据推论 2，三力必共点，从 F 与 N 的作用线的交点作竖直 线，交筷子于一点，此点即为筷子的重心。用心 爱心 专心4图图 7
