广东省新兴县惠能中学高物理复习《第2章 第3讲共点力作用下物体的平衡》课件广东省新兴县惠能中学高三.ppt

　物体处于静止或匀速运动状态，称之为平衡状态.平衡状态下的物体是高中物理中重要的模型，解平衡问题的基础是对物体进行受力分析.物体的平衡在物理学中有着广泛的应用：在静力学中有单体平衡、双体平衡；带电粒子在电、磁场中运动等，都需要用到物体平衡知识.在高考中，直接出现或间接出现的几率非常大. 　　1.共点力：几个力作用于　　　　。　　　　 　　，或它们的　　　　　　　　 (该点不一定在物体上)，这几个力叫共点力. 　　2.共点力的平衡条件：在共点力作用下物体的平衡条件是　　　　. 　　3.判定定理：物体在三个互不平行的力的作用下处于平衡，则这三个力必为共点力.(表示这三个力的矢量首尾相接，恰能组成一个封闭三角形) 　　4.解题途径：当物体在两个共点力作用下平衡时，这两个力一定　　　　；当物体在三个共点力作用下平衡时，往往采用平行四边形定则或三角形定则；当物体在四个或四个以上共点力作用下平衡时，往往采用正交分解法.　　 　　主题(1)单体物体平衡 　　如图2-3-1，一木块放在水平桌面上，在水平方向共受到三个力即F1、F2和摩擦力作用，木块处于静止状态，其中F1=10N，F2=2N，若撤去力F1，则木块在水平方向受到的合力为( ) 　　 最大静摩擦力及受力平衡. 　　当木块受三个力作用而静止时，则F1=F2+f，f=8N.由此可知，最大静摩擦力不小于8N.至少静摩擦力可以在0和8N之间取值.当撤去F1后，因为F2=2N，它小于8N，所以此时，桌面可以给物体施加一个水平向右、大小为2N的静摩擦力，让物体静止.因此木块所受的合力仍为零，故选项D正确. 　　D　　 　　(1)近年高考力学部分的平衡态问题，其题型主要以选择、填空为主，大的计算题也会出现.这类题一般要涉及摩擦力，尤其是静摩擦力，要充分理解静摩擦力的概念和静摩擦力的一些特点.如静摩擦力为接触力、被动力，没有现成公式计算，在零和最大静摩擦力之间取值，与正压力无关等.　　 　　主题(2)双体平衡(整体法和隔离体法) 　　对于两体或多体的平衡问题，在不涉及物体间相互作用的内力时，应首先考虑整体法，其次再考虑隔离法.通常在分析外力对系统的作用时用整体法，在分析系统内各物体(各部分)间相互作用时用隔离法.有时一道题目的求解要整体法、隔离法交叉运用.　　 　　(单选)如图2-3-4所示.用轻质细线把两个质量未知的小球悬挂起来，今对于球a持续施加一个向左偏下30°的恒力，并对小球b持续施加一个向右偏上30°的同样大的恒力，最后达到平衡，则表示平衡状态的图可能是(　　)　　　 　　整体法与隔离法 　　解法1：以a、b两球及连接a、b球间的绳为一系统，因为施加在a、b两球上的两个恒力F等值反向，所以这两个力的合力为零，而整个系统处于静止状态，由于它们所受的重力是竖直向下的，所以连接悬挂点至a球的那段绳也必然是竖直向下的，所以四个图中只有A图正确.　　　　　 　　解法2：我们也可以用隔离法对a、b小球进行受力分析，也会得到同样的结论，以C图为例，只列出两个小球的水平方程就可以，见图.　　 　　对a：F1cos30°=T1sinβ+T2sinα 　　对b：F2cos30°=T2sinα 　　因为F1=F2，所以T1sinβ=0，T1≠0，所以β=0. 　　　　　 　　在力的平衡问题中，用整体法可以省略系统内部的相互作用，简化解题过程.一般在分析外力对系统的作用时，用整体法；在分析系统内各物体间(或各部分间)相互作用时，用隔离法；有时解答一个问题需要多次选取研究对象，整体法和隔离法交叉应用.　　 　　在场强为E、方向竖直向下的匀强电场中，有两个质量均为m的带电小球，电量分别为+2q和-q.两小球用长为l的绝缘细线相连，另用绝缘细线系住带正电的小球悬挂于O点而处于平衡状态，如图2-3-5所示.重力加速度为g，细线对悬点O的作用力等于　　　.　　 　　如图，以两球及中间的细线为研究对象(中间线的拉力、电荷间的库仑力皆为内力).受力如图. 　　由平衡条件有：　　　T+qE=2mg+2qE， T=2mg+qE　　 　　主题(3)力的三角形法 　　由三个力作为三个边组成的三角形，叫力的三角形.对受三个共点力作用而平衡的物体，任两个力的合力必与第三个力等值、反向、共线.这样将力平移后，这三个力便组成一个首尾依次相连的封闭的力三角形，如图所示. 　　力三角形在处理静态平衡和动态平衡问题中时常用到.力的三角形法，由于用三角形边的长短来表示力的大小，因而在力三角形中容易比较各力的大小或某一个力的大小变化情况.　　 　　如图2-3-7所示，绳OA、OB等长，A点固定不动，在手持B点沿圆弧向C点运动的过程中，绳OB上的张力将(　　) 　　A.由大变小 　　B.由小变大 　　C.先变小后变大 　　D