第4章 1. 共点力作用下物体的平衡

1、.1. 共点力作用下物体的平衡学 习 目 标知 识 脉 络1.知道平衡状态和平衡力的概念.2.掌握共点力的平衡条件. 重点3.会用共点力的平衡条件解决有关平衡问题.难点共 点 力 作 用 下 物 体 的 平 衡 状 态平衡状态：物体保持静止或匀速直线运动的状态.1.直道上以很大的速度匀速跑过的赛车处于平衡状态.2.百米竞赛中，运发动在起跑的瞬间，速度为零，处于平衡状态.×3.平衡木上体操运发动做翻转动作时处于平衡状态.×如何判断物体是否处于平衡状态？【提示】物体处于平衡状态的本质是F合0a0物体保持静止状态或匀速直线运动状态，我们就说物体处于平衡状态.讨论：速度等于零时，物

2、体一定处于平衡状态吗？【提示】不一定.平衡状态表现为速度始终不变，当物体某一瞬间的速度为零时，但速度要发生变化，即加速度不为零时，就不是平衡状态.1.从运动学的角度理解平衡状态的物体处于静止或匀速直线运动状态，此种状态其加速度为零.即处于平衡状态的物体加速度为零，反过来加速度为零的物体一定处于平衡状态.2.从动力学的角度理解处于平衡状态的物体所受的合外力为零，反过来物体受到的合外力为零，它一定处于平衡状态.3.静态平衡与动态平衡1静态平衡是处于静止状态的平衡，合力为零.2动态平衡是匀速直线运动状态的平衡，合力为零.物体在共点力作用下，以下说法中正确的选项是A.物体的速度在某一时刻等于零时，物体

3、一定处于平衡状态B.物体相对于另一物体保持静止时，物体一定处于平衡状态C.物体所受合力为零时，物体一定处于平衡状态D.物体做匀加速运动时，物体一定处于平衡状态【解析】物体在某时刻的速度为零，所受合力不一定为零，故不一定处于平衡状态，A错误；物体相对于另一物体静止，那么说明该物体与另一物体具有一样的速度和加速度，也不一定处于平衡状态，B错误；物体做匀加速运动时，加速度不为零，一定不是平衡状态，D错误；只有C满足平衡条件，C正确.【答案】C迁移1假设一个物体处于平衡状态，那么此物体一定是A.静止的B.匀速直线运动C.速度为零 D.所受合力为零【解析】平衡状态是指物体处于静止或匀速直线运动的状态，A

4、、B、C错误；处于平衡状态时物体所受的合力为零，根据牛顿第二定律知，物体的加速度为零，D正确.【答案】D迁移2关于平衡状态，以下说法正确的选项是A.做自由落体运动的物体，在最高点时处于平衡状态B.木块放在斜面体的斜面上，随斜面体一起向右匀速运动，木块处于平衡状态C.木块放在斜面体的斜面上，随斜面体一起向右匀加速运动，木块处于平衡状态D.静止在匀加速运动的列车内的程度桌面上的杯子，处于平衡状态【解析】做自由落体运动的物体在最高点时，速度虽为零，但所受合力不为零，不是平衡状态，A错误；木块与斜面体相对静止，假设整体做匀速直线运动，那么木块处于平衡状态，假设整体做匀加速直线运动，那么木块也具有加速度

5、，不是处于平衡状态，B正确，C错误；列车、桌子与杯子整体做匀加速运动，杯子也具有加速度，不是处于平衡状态，D错误.【答案】B“静止与“v0的区别1物体保持静止状态：说明v0，a0，物体受合外力为零，物体处于平衡状态.2物体运动速度v0那么有两种可能：v0，a0，物体受合外力不等于零，物体并不保持静止，处于非平衡状态，如上抛到最高点的物体.v0，a0，这种情况与1中的静止状态一致.共点力作用下物体的平衡条件1.共点力的平衡条件：合力为零，即F合0.2.力的平衡：作用在物体上的几个力的合力为零，这种情况叫做力的平衡.1.物体处于平衡状态时合外为零，加速度也为零.2.假设物体只受两个力且处于平衡状态

6、，那么这两个力必定等大反向.如图4­1­1所示，刚刚启动的汽车速度为零，汽车所受的合力也为零吗？图4­1­1【提示】汽车刚刚启运的瞬间，其速度为零，但加速度不为零，所受合外力也不零.1.对共点力作用下物体平衡条件的理解两种表达式.1F合0.2 分别是将所受的力进展正交分解后，物体在x轴和y轴方向上所受的合力.2.由平衡条件得出的结论如图4­1­2所示，轻绳OA一端系于天花板上，与竖直方向的夹角为30°，程度轻绳OB的一端系在一物体Q上，Q相对于程度桌面静止，OC绳挂一重为300 N的物体P.试求绳子OA的拉力与物体Q受到的摩

7、擦力的大小.图4­1­2【解析】对结点O和物体Q受力分析，如下图：对结点O，由平衡条件可得，在x方向：FAOsin 30°FBO在y方向：FAOcos 30°FCO其中，FCOGP300 N对物体Q，由平衡条件可得，FOBfFBO，解得：FAO200 N346 Nf100 N173 N.【答案】346 N或200 N173 N或100 N迁移3多项选择下面关于共点力的平衡与平衡条件的说法正确的选项是 A.假如物体的运动速度为零，那么必处于平衡状态B.假如物体的运动速度大小不变，那么必处于平衡状态C.假如物体处于平衡状态，那么物体沿任意方向的合力都必为零D

8、.假如物体受到三个共点力的作用而处于平衡状态，那么任意两个力的合力与第三个力大小相等、方向相反【解析】物体运动速度为零时不一定处于静止状态，A错误.物体运动速度大小不变、方向变化时，不是做匀速直线运动，一定不是处于平衡状态，B错误.物体处于平衡状态时，合力为零，物体沿任意方向的合力都必为零，C正确.任意两个共点力的合力与第三个力等大反向、合力为零，物体处于平衡状态，D正确.【答案】CD迁移4一个物体受到三个共点力的作用，假如三个力的大小为如下各组情况，那么有可能使物体处于平衡状态的是A.1 N4 N7 NB.2 N6 N9 NC.2 N5 N8 N D.6 N8 N6 N【解析】能否使物体处于平衡状态，要看三个力的合力是否可能为零，方法是两个较小力加起来是否大于或等于最大的那个力，假如是就可能.因为两个力的合力范围是|F1F2|