2019版新教材高中物理 第3章 第5節(jié) 共點力的平衡學案 新人教版必修第一冊

第5節(jié)　共點力的平衡 1．共點力 作用在物體的同一點，或作用線的延長線交于一點的幾個力。 2．平衡狀態(tài) (1)靜止：物體的速度和加速度都等于零的狀態(tài)。 (2)勻速直線運動：物體的速度不為零，加速度為零的狀態(tài)。 3．共點力平衡條件的推論過程 (1)二力平衡：如果物體在兩個共點力的作用下處于平衡狀態(tài)，這兩個力必定大小相等，方向相反。 (2)三力平衡：如果物體在三個共點力的作用下處于平衡狀態(tài)，其中任意兩個力的合力一定與第三個力大小相等、方向相反。 (3)多力平衡：如果物體受多個共點力作用處于平衡狀態(tài)，其中任何一個力與其余力的合力大小相等，方向相反。 4．共點力平衡的條件 (1)物體所受合外力為零，即F合＝0。 (2)若采用正交分解法，平衡條件為Fx＝0，F(xiàn)y＝0。 典型考點一　共點力 1．關(guān)于共點力，下列說法中錯誤的是(　　) A．作用在一個物體上的兩個力，如果大小相等，方向相反，這兩個力一定是共點力 B．作用在一個物體上的兩個力，如果是一對平衡力，則這兩個力是共點力 C．作用在一個物體上的幾個力，如果它們的作用點不在同一點上，則這幾個力可能是共點力 D．作用在一個物體上的幾個力，如果它們的作用線可以匯交于一點，則這幾個力是共點力 答案　A 解析　大小相等、方向相反的兩個力作用在一個物體的兩個點上，如果這兩個力的作用線不相交，則它們不是共點力，如果這兩個力的作用線相交于一點，則它們就是共點力，A錯誤；一對平衡力是作用在物體上同一點或者力的作用線交于一點的兩個力，所以一對平衡力一定是共點力，B正確；作用在一個物體上的幾個力，雖然它們的作用點不在同一點上，但它們作用線可能交于一點，它們可能是共點力，C正確；作用在一個物體上的幾個力，如果它們的作用線可以匯交于一點，則這幾個力一定是共點力，D正確。 典型考點二　平衡狀態(tài)的理解 2．物體在共點力作用下，下列說法中正確的是(　　) A．物體的速度在某一時刻等于零，物體就一定處于平衡狀態(tài) B．物體相對另一物體保持靜止時，物體一定處于平衡狀態(tài) C．物體所受合力為零，就一定處于平衡狀態(tài) D．物體做勻加速運動時，物體處于平衡狀態(tài) 答案　C 解析　處于平衡狀態(tài)的物體，從運動形式上來看是處于靜止或勻速直線運動狀態(tài)；從受力上來看，物體所受合力為零。物體某一時刻的速度為零，所受合外力不一定為零，故不一定處于平衡狀態(tài)，A錯誤；物體相對于另一物體靜止時，說明兩物體運動狀態(tài)相同，但是該物體不一定處于平衡狀態(tài)，如當另一物體做變速運動時，該物體也做變速運動，此時物體處于非平衡狀態(tài)，B錯誤；物體所受合力為零，加速度為零，則物體一定處于平衡狀態(tài)，C正確；物體做勻加速運動時，物體所受合力不為零，故不是平衡狀態(tài)，D錯誤。 典型考點三　根據(jù)平衡條件分析物體受力 3．如圖所示，物體A在豎直向上的拉力F的作用下能靜止在斜面體上，關(guān)于物體A受力的個數(shù)，下列說法中正確的是(　　) A．A一定受兩個力作用 B．A受兩個力或者四個力作用 C．A可能受三個力作用 D．A一定受四個力作用 答案　B 解析　若拉力F大小等于物體A的重力，物體A與斜面體之間沒有相互作用力，物體A只受到兩個力作用；若拉力F小于物體A的重力，斜面體對物體A有支持力和靜摩擦力，物體A受到四個力作用。B正確，A、C、D錯誤。 4．如圖所示，物體A靠在豎直墻面上，在力F的作用下，A、B保持靜止。物體A的受力個數(shù)為(　　) A．2 B．3 C．4 D．5 答案　B 解析　對A、B整體進行受力分析，由平衡條件可知水平方向不受力，故墻壁對物體A沒有力的作用，豎直方向有F＝GA＋GB。隔離物體A并進行受力分析，受重力、B對A的彈力和摩擦力，共3個力，B正確。 典型考點四　根據(jù)平衡條件求解力的大小 5．如圖所示，光滑半球形容器固定在水平面上，O為球心。一質(zhì)量為m的小滑塊在水平力F的作用下靜止于P點。設滑塊所受的支持力為FN，OP與水平方向的夾角為θ，則下列關(guān)系正確的是(　　) A．F＝ B．F＝mgtanθ C．FN＝ D．FN＝mgtanθ 答案　A 解析　滑塊的受力情況如圖所示，由平衡條件可得FNsinθ＝mg，F(xiàn)Ncosθ＝F，聯(lián)立解得FN＝，F(xiàn)＝，故只有A正確。 典型考點五　根據(jù)平衡條件判斷力的變化 6．如圖所示，在一水平長木板上放一木塊P，緩慢抬起木板的右端，木塊P和木板始終相對靜止，則(　　) A．木塊受到木板的支持力減小、摩擦力減小 B．木塊受到木板的支持力增大、摩擦力增大 C．木塊受到木板的作用力大小不變、方向不變 D．木塊受到木板的作用力大小變化、方向變化 答案　C 解析　對木塊受力分析可知，木塊受到重力、支持力和沿斜面向上的摩擦力的作用。木塊開始滑動前，木塊受力平衡，所以摩擦力和重力沿斜面向下的分力相等，即f＝mgsinθ，緩慢抬起木板右端的過程中，木板與水平面之間的夾角一直增大，故木塊所受的摩擦力一直在增大；木塊受到的支持力FN＝mgcosθ，夾角增大的過程中，支持力一直在減小，A、B錯誤。由于木塊一直處于平衡狀態(tài)，故木塊受到木板的作用力大小始終等于木塊重力大小，方向始終為豎直向上，C正確，D錯誤。 7．(多選)如圖所示為內(nèi)壁光滑的半球形凹槽M，O為球心，∠AOB＝60°，OA水平，小物塊在與水平方向成45°角的斜向上的推力F作用下靜止于B處。在將推力F沿逆時針緩慢轉(zhuǎn)到水平方向的過程中裝置始終靜止，則(　　) A．M槽對小物塊的支持力逐漸減小 B．M槽對小物塊的支持力逐漸增大 C．推力F先減小后增大 D．推力F逐漸增大 答案　BC 解析　以小物塊為研究對象，分析受力情況，如圖所示，物塊受到重力G、支持力FN和推力F三個力作用，根據(jù)平衡條件可知，F(xiàn)N與F的合力與G大小相等，方向相反。將推力F沿逆時針緩慢轉(zhuǎn)到水平方向的過程中(F由位置1→3)，根據(jù)作圖可知，M槽對小物塊的支持力FN逐漸增大，推力F先減小后增大，當F與FN垂直時，F(xiàn)最小。A、D錯誤，B、C正確。 - 5 -