2014秋《全优课堂》(配粤教版,必修1)物理同步导学：第三章研究物体间的相互作用第5节概述.ppt

第五节　共点力的平衡条件 1．下列说法中错误的是(　　) A．力的合成遵循平行四边形定则 B．一切矢量的合成都遵循平行四边形定则 C．以两个分力为邻边的平行四边形的两条对角线都是它们的合力 D．与两个分力共点的那一条对角线所表示的力是它们的合力 【答案】C 2．一根细绳能承受的最大拉力是G，现把一重为G的物体系在绳的中点，分别握住绳的两端，先并拢，然后缓慢地左右对称地分开，若要求绳不断，则两绳间的夹角不能超过(　　) A．45° B．60°　　　　 C．120° D．135° 【答案】C 【解释】由于细绳是对称分开的，因而两绳的拉力相等，为保证物体静止不动，两绳拉力的合力大小等于G，随着两绳夹角的增大，两绳中的拉力增大，当两绳的夹角为120°时，绳中拉力刚好等于G.故C正确，A、B、D错误． 3．大小分别是30 N和25 N的两个力，同时作用在一个物体上，对于合力F大小的估计最恰当的是(　　) A．F＝55 N B．25 N≤F≤30 N C．25 N≤F≤55 N D．5 N≤F≤55 N 【答案】D 【解释】若两分力的大小为F1和F2，在它们的夹角不确定情况下，合力F的大小范围为|F1－F2|≤F≤F1＋F2，所以5 N≤F≤55 N，D正确． 1．平衡状态 物体处于静止或者保持匀速直线运动的状态叫做平衡状态． 2．物体的平衡 物体如果受到共点力的作用且处于平衡状态，就叫做共点力的平衡． 3．平衡条件 为了使物体保持平衡状态，作用在物体上的力所必须满足的条件，叫做共点力的平衡条件． (1)二力平衡：物体在两个共点力作用下处于平衡状态；其平衡条件是这两个力大小________、方向________． (2)物体在共点力作用下的平衡条件：____________________. 思考：速度为零的物体一定处于平衡状态吗？ 【答案】不一定，例如竖直上抛运动的物体上升到最高点时，速度为零，但仍受重力. 1．含义：平衡状态指一个物体在共点力作用下保持静止或匀速直线运动的状态． 2．运动学特征：共点力作用下物体处于平衡状态的运动学特征是加速度等于零． 3．“保持”其状态与“瞬时速度”的某状态有区别：竖直上抛的物体运动到最高点时，这时瞬时速度为零，但这一状态不能保持，因而不处于平衡状态． 【例1】 下列情况下，物体处于平衡状态的有(　　) A．自由下落 B．沿斜面匀速下滑 C．物体被竖直向上抛出到达最高点时 D．处于超重状态的物体 解析：物体没有处于平衡状态一定是物体不处于静止或匀速直线运动状态，或者说物体受到的合力不为零，因此自由下落的物体不是处于平衡状态；沿斜面匀速下滑的物体，显然处于平衡状态；而竖直向上抛出到达最高点时的物体，尽管物体的瞬时速度为零，但它不处于静止状态，受到的合力不是零，因此也不处于平衡状态；处于超重状态的物体，因为具有向上的加速度或向上的分加速度，合力不是零，也不是处于平衡状态． 答案：B 题后反思：判断物体是否处于平衡状态，一是看物体是否处于静止或匀速直线运动状态，二要看物体所受的合力是否为零，或者物体的加速度是否为零，只要物体的加速度不是零，物体就不处于平衡状态． 下列关于物体的平衡状态的说法，正确的是(　　) A．只有在静止和匀速直线运动状态，物体才处于平衡状态 B．做竖直上抛运动的物体，上升到最高点时速度为零，此瞬间物体处于平衡状态 C．若一个物体相对另一个物体静止，则此物体处于平衡状态 D．若一个物体所受合外力为零，则此物体处于静止状态 【答案】A 1．平衡条件：物体所受合力为零，即F合＝0. 2．平衡条件的推论 (1)如果物体在两个力的作用下处于平衡状态，这两个力必定大小相等、方向相反，为一对平衡力． (2)如果物体在三个力的作用下处于平衡状态，其中任意两个力的合力一定与第三个力大小相等、方向相反． (3)如果物体受多个力作用而处于平衡状态，其中任何一个力与其他力的合力大小相等、方向相反． (4)当物体处于平衡状态时，沿任意方向物体所受的合力均为零． (5)三力汇交原理：如果一个物体受到三个非平行力作用而平衡，这三个力的作用线必定在同一平面内，而且必为共点力． 3．求解物体平衡问题的几个方法 (1)正交分解法 正交分解法是解决共点力平衡问题的一般方法，应用正交分解法一般应注意以下几点： ①该方法不受研究对象和受外力多少的限制； ②关于坐标轴的选取，原则上是任意的，就是说选择不同的坐标轴并不影响运算的结果．但具体应用时又以解题方便的坐标系为最佳选择，例如在静力学问题中一般选含外力多的方向为一个坐标轴的方向，而在动力学问题中一般选加速度或初速度方向为一个坐标轴的方向． (2)力的合成法 特别适合三个力平衡时，运用其中两力的合力等于第三个力来列方程求解． (3)相似三角形法 在共点力的平