2020届高三物理一轮教案共点力作用下物体的平衡
知识点复习 一、物体的平稳
物体的平稳有两种情形：一是质点静止或做匀速直线运动，物体的加速度为零；二是物体不转动或匀速转动〔现在的物体不能看作质点〕。
点评：关于共点力作用下物体的平稳，不要认为只有静止才是平稳状态，匀速直线运动也是物体的平稳状态．因此，静止的物体一定平稳，但平稳的物体不一定静止．还需注意，不要把速度为零和静止状态相混淆，静止状态是物体在一段时刻内保持速度为零不变，其加速度为零，而物体速度为零可能是物体静止，也可能是物体做变速运动中的一个状态，加速度不为零。由此可见，静止的物体速度一定为零，但速度为零的物体不一定静止．因此，静止的物体一定处于平稳状态，但速度为零的物体不一定处于静止状态。
总之，共点力作用下的物体只要物体的加速度为零，它一定处于平稳状态，只要物体的加速度不为零，它一定处于非平稳状态。 二、共点力作用下物体的平稳 1．共点力
几个力作用于物体的同一点，或它们的作用线交于同一点〔该点不一定在物体上〕，这几个力叫共点力。
2．共点力的平稳条件
在共点力作用下物体的平稳条件是合力为零，即F合＝0或Fx合＝0，Fy合＝0 3．判定定理
物体在三个互不平行的力的作用下处于平稳，那么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．解题方法
当物体在两个共点力作用下平稳时，这两个力一定等值反向；当物体在三个共点力作用下平稳时，往往采纳平行四边形定那么或三角形定那么；当物体在四个或四个以上共点力作用下平稳时，往往采纳正交分解法。
【例1】〔1〕以下哪组力作用在物体上，有可能使物体处于平稳状态 A．3N，4N，8N B．3N，5N，1N C．4N，7N，8N D．7N，9N，6N
〔2〕用手施水平力将物体压在竖直墙壁上，在物体始终保持静止的情形下 A．压力加大，物体受的静摩擦力也加大
B．压力减小，物体受的静摩擦力也减小 C．物体所受静摩擦力为定值，与压力大小无关
D．不论物体的压力改变与否，它受到的静摩擦力总等于重力
〔3〕如以下图所示，木块在水平桌面上，受水平力F1 =10N，F2 =3N而静止，当撤去F1
后，木块仍静止，那么现在木块受的合力为
A．0 B．水平向右，3N C．水平向左，7N D．水平向右，7N
解析：〔1〕CD 在共点力作用下物体的平稳条件是合力为零，即F合＝0。只有CD两个选项中的三个力合力为零。
〔2〕CD的平稳条件有
物体始终保持静止，即是指物体一直处于平稳状态，那么据共点力作用下物体
??Fx合?0 F合?0?F?0??y合对物体受力分析，如以下图
可得F = FN ，Ff = G
〔3〕A 撤去F1后，木块仍静止，那么现在木块仍处于平稳状态，故木块受的合力为0． 【例2】氢气球重10 N，空气对它的浮力为16 N，用绳拴住，由于受水平风力作用，绳子与竖直方向成30°角，那么绳子的拉力大小是__________，水平风力的大小是________.
解析：气球受到四个力的作用：重力G、浮力F1、水平风力F2和绳的拉力F3，如下图由平稳条件可得
F1=G+F3cos30° F2=F3sin30°
解得 F3=
F1?G?43N F1=23N
cos30?
答案：43N 23N 三、综合应用举例
1．静平稳咨询题的分析方法
【例3】(2003年理综)如图甲所示，一个半球形的碗放在桌面上，碗口水平，O点为其球心，碗的内表面及碗口是光滑的。一根细线跨在碗口上，线的两端分不系有质量为m1和m2的小球，当它们处于平稳状态时，质量为m1的小球与O点的连线与水平线的夹角为α=60°。
m2两小球的质量比m为
1A．3 B．3 C．2 D．2
3232
点评：此题设计巧妙，考查分析综合能力和运用数学处理物理咨询题的能力，要求考生关于给出的具体事例，选择小球m1为对象，分析它处于平稳状态，再用几何图形处理咨询题，从而得出结论。
解析：小球受重力m1g、绳拉力F2=m2g和支持力F1的作用而平稳。如图乙所示，由平稳条件得，F1= F2，2F2cos30??m1g，得
m23。应选项A正确。 ?m132．动态平稳类咨询题的分析方法
【例4】 重G的光滑小球静止在固定斜面和竖直挡板之间。假设挡板逆时针缓慢转到水平位置，在该过程中，斜面和挡板对小球的弹力的大小F1、F2各如何变化？
解：由于挡板是缓慢转动的，能够认为每个时刻小球都处于静止状态，因此所受合力为零。应用三角形定那么，G、F1、F2三个矢量应组成封闭三角形，其中G的大小、方向始终保持不变；F1的方向不变；F2的起点在G的终点处，而终点必须在F1所在的直线上，由作图可知，挡板逆时针转动90°过程，F2矢量也逆时针转动90°，因此F1逐步变小，F2先变小后变大。F2⊥F1，即挡板与斜面垂直时，F2最小〕
〔当
F1 F2 F2
F1
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