3.5共点力的平衡 学习目标 1.理解共点力和共点力平衡的概念, 在二力平衡的基础上，能科学推理，得出共点力的平衡条件 2.会用共点力平衡条件解决实际生活中有关力的平衡问题,会用正交分解法解决相关问题。 情境探究一： 1.孔明灯相传是由三国时的诸葛孔明发明的。如图所示，有一盏质量为m的孔明灯升空后向着东北偏上方向沿直线匀速上升，则此时孔明灯处于平衡状态吗？你能求出此时孔明灯所受空气作用力的大小和方向吗？ 2.如图所示，甲图中的石头受到几个力的作用而处于静止状态；乙图中的人随自动扶梯匀速地上楼下楼飞机。试结合上述现象讨论：处于平衡状态的物体有什么特点？物体若受多个共点力保持平衡，应满足什么条件？ 例题1、如图，物体在五个共点力的作用下保持平衡。如果撤去力，而保持其余四个力不变，请在图上画出这四个力的合力的大小和方向。 练习1、一架无人机执行航拍任务时正沿直线朝斜向下方向匀速运动。若用G表示无人机重力，F表示空气对它的作用力，下列四幅图中能表示此过程中无人机受力情况的是（ ） 情境探究二：在科学研究中，可以用风力仪直接测量风力的大小，其原理如图所示。仪器中一根轻质金属丝悬挂着一个金属球(可视为质点)。无风时,金属丝竖直下垂;当受到沿水平方向吹来的风时,金属丝偏离竖直方向一个角度。风力越大,偏角越大,通过传感器,就可以根据偏角的大小指示出风力大小。那么风力F大小跟金属球的质量m、偏角θ之间有什么样的关系呢 (设重力加速度为g) 例题2、如图所示,物体所受重力为40N,用细绳0C悬于0点,绳0C所能承受的最大拉力为50N。现用细绳 AB 绑住绳0C的 A 点,再用缓慢增大的水平力牵引 A 点,当 OA 段刚被拉断时,绳 AB 的拉力为多少 例题3、如图所示，质量的木块A套在水平杆上，并用轻绳将木块A与质量的小球相连。今用与水平方向成角的力，拉着球带动木块一起向右匀速运动，运动中M、m相对位置保持不变，取重力加速度大小，求： （1）运动过程中轻绳与水平方向的夹角θ； （2）木块与水平杆间的动摩擦因数μ。 例题4、如图所示,小球被轻质细线系住斜吊着放在静止的光滑斜面上。设小球质量m=1 kg,斜面倾角θ=30°,悬线与竖直方向夹角α=30°,光滑斜面的质量为3 kg,置于粗糙水平面上,g取10 m/s2。求:(1)悬线对小球的拉力大小。(2)地面对斜面的摩擦力的大小和方向。 达标练习 1.关于平衡状态,下列说法正确的是( ) A.竖直上抛的物体到达最高点时,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水平桌面上的杯子,处于平衡状态 2.如图所示,一只可视为质点的蚂蚁在半球形碗内缓慢从底部经b点爬到a点,则下列说法正确的是( ) A.在a点,蚂蚁受到的合力大于在b点受到的合力 B.在a点,碗对蚂蚁的作用力等于在b点的作用力 C.在a点,碗对蚂蚁的支持力大于在b点的支持力 D.在a点,碗对蚂蚁的摩擦力小于在b点的摩擦力 3.如图所示,物块A在斜向下的推力F的作用下沿水平地面向右匀速直线运动,那么A受到的地面的支持力与推力F的合力方向是( ) A.水平向右 B.向上偏右 C.向下偏左 D.竖直向下 4. 滑板运动是一项非常刺激的水上运动。研究表明，在进行滑板运动时，水对滑板的作用力 F N垂直于板面，大小为kv2，其中v为滑板速率(水可视为静止)。某次运动中，在水平牵引力作用下，当滑板和水面的夹角θ＝37°时(如图)，滑板做匀速直线运动，相应的k＝54 kg/m，人和滑板的总质量为108 kg，试求(重力加速度g取10 m/s2，sin 37°＝，cos 37°＝，忽略空气阻力)：(1)水平牵引力的大小；(2)滑板的速率。 ... ...
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