1、共点力的平衡条件及其应用考点 1 物体的受力分析物体的受力分析是解决力学问题的基础,同时也是关键所在,一般对物体进行受力分析的步骤如下:1明确研究对象.在进行受力分析时,研究对象可以是某一个物体,也可以是保持相对静止的若干个物体.在解决比较复杂的问题时,灵活地选取研究对象可以使问题简化.研究对象确定以后,只分析研究对象以外的物体施予研究对象的力(既研究对象所受的外力) ,而不分析研究对象施予外界的力.2按顺序找力.必须是先场力(重力、电场力、磁场力) ,后接触力;接触力中必须先弹力,后摩擦力(只有在有弹力的接触面之间才可能有摩擦力).3画出受力示意图,标明各力的符号4需要合成或分解时,必须画出
2、相应的平行四边形 【例 1】如图所示,物体 A 靠在竖直墙面上,在力 F 作用下,A、B 保持静止.物体 B 的受力个数为( )A2 B3 C4 D5考点 2 共点力平衡的处理方法1三力平衡的基本解题方法 (1)力的合成、分解法: 即分析物体的受力,把某两个力进行合成,将三力转化为二力,构成一对平衡力,二是把重力按实际效果进行分解,将三力转化为四力,构成两对平衡力. (参照上一讲考点 3 内容)(2)相似三角形法: 利用矢量三角形与几何三角形相似的关系,建立方程求解力的方法应用这种方法,往往能收到简捷的效果2.多力平衡的基本解题方法:正交分解法利用正交分解方法解体的一般步骤:(1)明确研究对象
3、;(2)进行受力分析;(3)建立直角坐标系,建立坐标系的原则是让尽可能多的力落在坐标轴上,将不在坐标轴上的力正交分解;(4)x 方向,y 方向分别列平衡方程求解.【例 2】倾角为 的斜面上有质量为 m 的木块,它们之间的动摩擦因数为 .现用水平力 F推动木块,如图所示,使木块恰好沿斜面向上做匀速运动.若斜面始终保持静止,求水平推力 F 的大小.考点 3 动态平衡【例 3】如图所示,固定在水平面上的光滑半球,球心 O 的正上方固定一个小定滑轮,细绳一端拴一小球,小球置于半球面上的 A 点,另一端绕过定滑轮,如图所示.今缓慢拉绳使小球从 A 点滑向半球顶点(未到顶点) ,则此过程中,小球对半球的压
4、力大小 N 及细绳的拉力 T 大小的变化情况是 ( )A.N 变大, T 变大 B. N 变小, T 变大C.N 不变, T 变小 D. N 变大, T 变小限时基础训练1人站在自动扶梯的水平踏板上,随扶梯斜向上匀速运动,如图所示以下说法正确的是( )A人受到重力和支持力的作用B人受到重力、支持力和摩擦力的作用C人受到的合外力不为零D人受到的合外力方向与速度方向相同2用一轻绳将小球 P 系于光滑墙壁上的 O 点,在墙壁和球 P 之间夹有一矩形物块 Q,如图所示.P、Q 均处于静止状态,则下列相关说法正确的是A.P 物体受 4 个力 B.Q 受到 3 个力C.若绳子变长,绳子的拉力将变小 D.若
5、绳子变短,Q 受到的静摩擦力将增大3.下列情况下,物体处于平衡状态的是( )A竖直上抛的物体到达最高点时 B.做匀速圆周运动的物体C单摆摆球摆到最高点时 D.水平弹簧振子通过平衡位置时4下列各组的三个点力,可能平衡的有 ( )A3N,4N,8N B3N,5N,7N C1N,2N,4N D7N,6N,13N5右图是一种测定风力的仪器的原理图,质量为 m 的金属球,固定在一细长的轻金属丝下端,能绕悬点在竖直平面内转动,无风时金属丝自然下垂,有风时金属丝将偏离竖直方向一定角度 ,角 的大小与风力大小 F 有关,下列关于风力与 的关系式正确的是( ) mgtan mgsin mgcos mgcos 6
6、 A、B 、C 三物体质量分别为 M、m、m 0,作如图所示的连接,绳子不可伸长,且绳子和滑轮的摩擦均不计,若 B 随 A 一起沿水平桌面向右做匀速运动,则可以断定( )A物体 A 与桌面之间有摩擦力,大小为 m0g B物体 A 与 B 之间有摩擦力,大小为 m0g C桌面对 A, B 对 A,都有摩擦力,方向相同,大小均为m0g D桌面对 A,B 对 A,都有摩擦力,方向相反,大小均为m0g7一质量为 M 的探空气球在匀速下降,若气球所受浮力 F始终保持不变,气球在运动过程中所受阻力仅与速率有关,重力加速度为 g现欲使该气球以同样速率匀速上升,则需从气球吊篮中减少的质量为A. B. C. D
7、. 0)(2gFF2M28如图所示,质量为 m 的楔形物块,在水平推力 F 作用下,静止在倾角为 的光滑固定斜面上,则楔形物块受到的斜面支持力大小为 ( )AFsin B Cmgcos DsinFvPQO风向mOLLOABcosmg9如图所示,质量为 m 的物体靠在粗糙的竖直墙上,物体与墙之间的动摩擦因数为 .若要使物体沿着墙匀速运动,则与水平方向成 角的外力 F 的大小如何?基础提升训练10.如图 2-3-20 所示,一个半球形的碗放在桌面上,碗口水平,O 点为其球心,碗的内表面及碗口是光滑的.一根细线跨在碗口上,线的两端分别系有质量为 m1 和 m2 的小球,当它们处于平衡状态时,质量为
8、m1 的小球与 O 点的连线与水平线的夹角为 =60.两小球的质量比为 ( )12A. B. C. D.33223211.在广场游玩时,一小孩将一充有氢气的气球用细绳系于一个小石块上,并将小石块置于水平地面上,如图所示.若水平的风速逐渐增大(设空气密度不变) ,则下列说法中正确的是( )A细绳的拉力逐渐增大B地面受到小石块的压力逐渐减小C小石块滑动前受到地面施加的摩擦力逐渐增大,滑动后受到的摩擦力不变D小石块有可能连同气球一起被吹离地面12.如图所示,两球 A、 B 用劲度系数为 k1的轻弹簧相连,球 B 用长为 L的细绳悬于 O 点,球 A 固定在 O 点正下方,且点 OA 之间的距离恰为
9、L,系统平衡时绳子所受的拉力为 F1现把 A、 B 间的弹簧换成劲度系数为k2的轻弹簧,仍使系统平衡,此时绳子所受的拉力为 F2,则 F1与 F2的大小之间的关系为 A F1 F2 B F1 = F2 C F1 2T CT2T DT=T14如图所示,用两根细线把 A、B 两小球悬挂在天花板上的同一风(甲) (乙)FA Bo oA BO F4 F3 A F2 B F1 N点 O,并用第三根细线连接 A、B 两小球,然后用某个力 F 作用在小球 A 上,使三根细线均处于直线状态,且 OB 细线恰好沿竖直方向,两小球均处于静止状态.则该力可能为图中的( )AF 1 B.F2 C.F3 D.F4 15
10、 (2009 年广东实验中学)如图所示,质量为 m 的正方体和质量为 M 的正方体放在两竖直墙和水平面问,处于静止状态.m 与 M 相接触边与竖直方向的夹角为 若不计一切摩擦,求:(1)水平面对正方体 M 的弹力大小;(2)墙面对正方体 m 的弹力大小.能力提升训练18如图所示,用轻绳吊一个重为 G 的小球,欲施一力 F 使小球在图示位置平衡(30),下列说法正确的是( )A力 F 最小值为 sinB若力 F 与绳拉力大小相等,力 F 方向与竖直方向必成 角C若力 F 与 G 大小相等,力 F 方向与竖直方向必成 角 D若力 F 与 G 大小相等,力 F 方向与竖直方向可成 2 角 19如图所
11、示,质量为 m 的物体在沿斜面向上的拉力 F 作用下,沿放在水平地面上的质量为 M 的粗糙斜面匀速上滑,此过程中斜面体保持静止,则地面对斜面( )A无摩擦力 B有水平向左的摩擦力大小为FcosC支持力等于(m+M)g D支持力为(M +m)g Fsin 20如图所示,光滑斜面倾角为 ,一个重 20N 的物体在斜面上静止不动 .轻质弹30簧原长为 10cm,现在的长度为 6cm.(1)求弹簧的劲度系数;(2)若斜面粗糙,将这个物体沿斜面上移 6cm,弹簧与物体相连,下端固定,物体仍静止于斜面上,求物体受到的摩擦力的大小和方向.21如图所示,在倾角为 的粗糙斜面上,一个质量为 m 的物体被水平力 F 推着静止于斜F面上,物体与斜面间的动摩擦因数为 ,且 tan,求力 F 的取值范围F