2024_2025学年高中物理第四章物体的平衡1共点力作用下物体的平衡学案教科版必修1.docVIP

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共点力作用下物体的平衡

一、共点力作用下物体的平衡

请用直线将情境与所属的类型连接起来。

二、共点力作用下的平衡条件

(1)下列物体处于平衡状态的是①②

①静止在斜面上的物体

②匀速运动的汽车

③荡秋千的小孩

④匀速拉磨的驴

⑤加速上升的热气球

⑥抛出去的篮球

(2)要使物体保持平衡状态必需满意F合＝0，即Fx合＝0，Fy合＝0。

学问点一共点力作用下物体的平衡

若火车处于平衡状态，火车将会做何运动？

提示：火车所受合力为零，火车将静止或做匀速直线运动。

【典例】(2024·绵阳高一检测)如图，一个质量为m的匀称光滑小球处于静止状态，三角劈与小球的接触点为P，小球重心为O，PO的连线与竖直方向的夹角为θ。则三角劈对小球的弹力()

A．方向竖直向上，大小为mg

B．方向竖直向上，大小为mgcosθ

C．方向沿PO向上，大小为eq\f(mg,cosθ)

D．方向沿PO向上，大小为mgtanθ

【解析】选C。

对小球受力分析，三角劈对小球的弹力方向沿PO向上，采纳合成法，如图：由几何学问得：N1＝eq\f(mg,cosθ)，故选C。

1．如图所示，一质量为m的木块静止在倾角为θ的斜面上。重力加速度为g。下列说法正确的是()

A.木块对斜面的压力大小为mgsinθ

B．木块对斜面的摩擦力大小为mgcosθ

C．地面对斜面的摩擦力方向水平向右

D．木块对斜面的压力与摩擦力的合力方向竖直向下

【解析】选D。

以m为探讨对象，受到重力、支持力和沿斜面对上的摩擦力，如图所示；依据图线将重力进行分解可得斜面对木块的支持力大小为N＝mgcosθ，由牛顿第三定律可知，木块对斜面的压力大小为N′＝mgcosθ，斜面对木块的摩擦力大小为f＝mgsinθ，故A、B错误；以木块和斜面整体为探讨对象可知，整体受重力，地面对整体的支持力，地面对斜面没有摩擦力作用，故C错误；斜面对木块的支持力与摩擦力的合力与重力等大反向，所以方向竖直向上，由牛顿第三定律可知，木块对斜面的压力与摩擦力的合力方向竖直向下，故D正确。

2．如图所示，一质量为m的物体沿倾角为θ的斜面匀速下滑。下列说法正确的是()

A.物体所受合力的方向沿斜面对下

B．斜面对物体的支持力等于物体的重力

C．物体下滑速度越大，说明物体所受摩擦力越小

D．斜面对物体的支持力和摩擦力的合力的方向竖直向上

【解析】选D。物体沿斜面匀速下滑时，由平衡条件可知，其合力为零，故A错误；斜面对物体的支持力等于物体的重力沿垂直于斜面的分力mgcosθ，故B错误；摩擦力等于μmgcosθ，与物体下滑的速度大小无关，故C错误；物体匀速下滑过程中，受到重力、斜面对物体的支持力和摩擦力，由平衡条件得知，斜面对物体的支持力和摩擦力的合力的方向与重力方向相反，即为竖直向上，故D正确。

【加固训练】

1．下列几组共点力，可能使物体处于平衡状态的有()

A．5N、1N、2N B．2N、8N、3N

C．2N、3N、4N D．2N、3N、10N

【解析】选C。5N与1N合成最大6N，最小4N，不行能为2N，故三力的合力不行能为零，故A错误；2N和8N合成最大10N，最小6N，不行能为3N，故三力的合力不行能为零，故B错误；2N和3N合成最大5N，最小1N，可能为4N，故与第三个力可能平衡，故C正确；2N和3N合成最小1N，最大5N，不行能为10N，故三力的合力不行能为零，故D错误。

2．(多选)以下处于平衡状态的是()

【解析】选A、B、C。平衡状态包括静止状态和匀速直线运动状态，A、B、C正确。D中人正在加速，合力不为零，不是平衡状态，D错误。

学问点二共点力作用下物体的

受力分析

角度1受力分析的步骤

1．阅读教材“试验探究”部分，回答下列问题：

(1)如何确定三个力的大小和方向？

提示：用弹簧测力计读出力的大小，用细绳的方向确定力的方向。

(2)数据处理：依据平行四边形定则，用作图法作出F1，F2的合力F12，比较F12和F3，得到的结论是什么？(物理观念)

提示：F12和F3等大反向。

2．情境：如图所示，一个滑雪者沿山坡匀速滑下。

探讨：假如一个滑雪者受到三个作用力，处于平衡状态，则其中一个力与另外两个力的合力满意什么样的关系？这个结论是否可以推广到多个力的平衡？

提示：其中一个力与另外两个力的合力等大反向。若是多个力受力平衡，则其中一个力和另外多个力的合力等大反向。

【典例1】如图所示，eq\a\vs4\al(光滑半球形容器)①固定在水平面上，O为球心，一质量为m的小滑块，eq\a\vs4\al(在水