高一物理必修一学案16 物体的平衡

第五章 第三节 力的平衡

【学习目标】

1、理解共点力作用下的物体平衡条件及其在解题中的应用。

2、掌握几种常见的平衡问题的解题方法。 【学习重难点】 平衡条件的应用 一、力与平衡

1．平衡状态：一个物体在共点力作用下，如果保持 或 运动，则该物体处于平衡状态．

思考：静止与速度v ＝0 是一回事吗？ 2．平衡条件：物体所受合外力 ．

其数学表达式为：F 合＝ 或F x 合= F y 合= ，其中F x 合为物体在x 轴方向上所受的合外力，F y 合为物体在y 轴方向上所受的合外力．

3．平衡条件的推论

(1)物体在同一平面内的三个互不平行的力的作用下处于平衡状态时，这三个力必为 . (2)物体在多个共点力作用下处于平衡状态，则其中的一个力与余下的力的合力 .

〖题型一〗 ：受力分析 1．明确研究对象

在进行受力分析时，研究对象可以是某一个物体，也可以是保持相对静止的若干个物体。在解决比较复杂的问题时，灵活地选取研究对象可以使问题简洁地得到解决。研究对象确定以后，只分析研究对象以外的物体施予研究对象的力（即研究对象所受的外力），而不分析研究对象施予外界的力。 2．按顺序找力

先场力（重力、电场力、磁场力）和已知力，后接触力；接触力中必须先弹力，后摩擦力（只有在有弹力的接触面之间才可能有摩擦力）。 3．只画性质力，不画效果力

画受力图时，只能按力的性质分类画力，不能按作用效果（拉力、压力、向心力等）画力，否则将出现重复

例1：分别对以下图中的小球A 、运动员、木块A 、木块B 进行受力分析，并画出力的示意图。

变式1：一物体沿粗糙的斜面以初速度v 0向上滑动，在上滑的过程中，对物体进行受力分析（G 表示物体的重力，

N 表示支持力，f 表示摩擦力），下面哪个受力分析的示意图是正确的（ ）

D C

B

A

〖题型二〗 ：解决平衡问题的基本方法之一--------合成法

例2：如图所示，电灯的重力为G N =10，AO 绳与顶板间的夹角为θ=?45，BO 绳水平，则AO 绳所受的拉力F 1和BO 绳所受的拉力F 2分别为多少？

变式2：用绳子将鸟笼挂在一根横梁上，若鸟笼重G 则绳子OA 和OB 的拉力各是多大（ ）

A ．G 2

321、G B ．G 2123、G

C ．

G 333

、G D ．G 3

3

3、G

〖题型三〗 ：解决平衡问题的基本方法之二--------正交分解法

例3：如图所示，质量为m 的物体置于水平地面上，受到一个与水平面方向成θ角的拉力F 作用，恰好做匀速直线运动，则物体与水平面间的动摩擦因数为（ ） A ．

θθsin sin F mg F - B ．θθ

sin cos F mg F -

C ．θθcos sin F F mg -

D ．m g

F θ

cos

变式3： 一个质量为m =30 kg 的物体，在平行于斜面的拉力F 作用下，沿着倾角α=37°的

斜面匀速向上运动，已知斜面的动摩擦因数μ=0.3，如图所示。求拉力F 为多大？

总结：物体的平衡解题步骤

1．选择研究对象：（多个对象考虑整体法和隔离法）； 2．对研究对象进行受力分析；（先重力和已知力，再弹力，最后摩擦力） 3．对受到的力用合成法（三个力作用）和正交分解法（四个或更多） 4．根据平衡条件列方程。