【学霸笔记：同步精讲】20　第4章　第3节　共点力的平衡 讲义--高中物理鲁科版必修第一册

第3节　共点力的平衡 [学习目标]　1．知道平衡状态，了解共点力作用下物体平衡的概念和条件。2．掌握解决平衡问题的常用方法，会用共点力的平衡条件解答实际问题。3．认识到物理研究是对自然现象进行抽象的创造性工作，坚持实事求是，体会自然平衡之美。 知识点一　共点力作用下物体的平衡条件 1．平衡状态：物体静止或做匀速直线运动时所处的状态。 2．共点力作用下物体的平衡条件 (1)力的平衡：作用在物体上的几个共点力的合力为零，这种情况称为力的平衡。 (2)平衡条件：要使物体处于平衡状态，必须有： F合＝0。 　物理学中的“缓慢运动”可视为速度很小，接近于0，从而把“缓慢运动”作为平衡状态来处理。 1．思考辨析(正确的打√，错误的打×) (1)若一个物体处于平衡状态，则此物体一定处于静止状态。 (×) (2)高空中沿直线匀速飞行的飞机处于平衡状态。 (√) (3)物体速度为零，此时物体一定处于平衡状态。 (×) 知识点二　平衡条件的应用 1．物体的静态平衡：物体在力的作用下处于静止状态，称为静态平衡，处于静态平衡的物体所受的外力的合力为零。 2．物体在某方向的平衡：运动的物体在某一方向上所受的合力为零时，物体在该方向处于平衡状态。 　(1)地面上的大石头属于哪类平衡，合力为多少？ (2)水平匀速飞行的飞机合力为多少？ 提示：(1)静态平衡，合力为零。(2)合力为零。 2．思考辨析(正确的打√，错误的打×) (1)物体处于静止或匀速直线运动状态时所受的合力为零。 (√) (2)处于平衡状态的物体，沿任何方向的合力均为零。 (√) “阿门阿前一棵葡萄树，阿嫩阿嫩绿地刚发芽，蜗牛背着那重重的壳呀，一步一步地往上爬……”这是一首经典的儿童歌曲。如图所示，蜗牛在树枝上匀速向上爬。 (1)请对蜗牛进行受力分析。 (2)若树枝的倾角为α，则树枝对重力为G的蜗牛的作用力是多大？方向如何？ 提示：(1)蜗牛受竖直向下的重力，垂直树枝向上的弹力，沿树枝向上的摩擦力。 (2)因蜗牛缓慢爬行，说明处于平衡状态，即所受合力为零，因此树枝对蜗牛的作用力大小为G，方向竖直向上。 考点1　共点力作用下物体的平衡及 平衡条件 1．从运动学的角度理解平衡状态：平衡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平衡状态：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．共点力的平衡条件：合力等于0，即F合＝0。 正交分解法 其中Fx合和Fy合分别表示物体在x轴和y轴上所受的合力。 4．平衡条件的推论 (1)二力平衡：若物体在两个力作用下处于平衡状态，则这两个力一定等大、反向。 (2)三力平衡：若物体在三个共点力作用下处于平衡状态，则任意两个力的合力与第三个力等大、反向。 (3)多力平衡：若物体在n个共点力作用下处于平衡状态，则其中任意一个力必定与另外(n－1)个力的合力等大、反向。 【典例1】　[链接教材P110例题]如图所示，蜘蛛用蛛丝将其自身悬挂在水管上并处于静止状态。蛛丝OM、ON与竖直方向夹角分别为α、β(α>β)。用F1、F2分别表示OM、ON的拉力，则(　　) A．F1的竖直分力大于F2的竖直分力 B．F1的竖直分力等于F2的竖直分力 C．F1 的水平分力大于F2的水平分力 D．F1的水平分力等于F2的水平分力 思路点拨：多力平衡时，任意一个力与其他力的合力等大、反向。 D　[以结点O为研究对象，受力分析如图所示，以O为原点沿水平和竖直方向建立坐标系，由力的平衡条件可知水平方向有F1sin α＝F2sin β，C错误，D正确；又α>β，即sin α>sin β，cos α