第二章力和力的平衡
力和平衡的概念(2)
注：公理2是最简单力系的平衡条件
公理3
加减平衡力系公理
在已知力系上加上或减去任一平衡力系，并不改 变原力系对刚体的作用效应。 推论1 力的可传性原理
作用于刚体上某点的力，可沿其作用线移到该刚体 内任意一点，而不改变该力对刚体的作用效应。
F2
F2
F
A
B
=
F
A
F1
B
=
A
B
作用在刚体上的力是滑动矢量，力的三要素为 大小、方向和作用线。
三、平衡的概念
平衡——是指物体相对地面处于静止或作匀速直线运动 。
四、力系的概念：
力系——是指作用于物体上的一群力。
平衡力系——使物体处于平衡状态的力系。
等效力系——对物体的作用效果相同的两个力系。
合力——能与一个力系等效的一个力。
分力——一个力等效于一个力系，则力系中的各力
为该合力的分力。
平衡条件：力系-------平衡力系
2、力的三要素—大小、方向、作用点。
力的大小是指物体间相互作用的强弱程度。 力的方向包含方位和指向两个含义。 力的作用点是指力对物体作用的位置。 在力的三要素中，当其中任一要素发生改变时， 力对物体的作用效应也随之改变。
3、力按作用位置分类：
集中力 分布力
汽车通过轮胎作用在 桥面上的集中力模型
桥面板作用在钢梁 的分布力模型
4、力的表示： 力是一矢量，可用一带箭头的有向线段来表示
A、B——力的作用点 a————力的方位 箭头——力的指向 AB长度——力的大小 虚线——力的作用线
5、力矢量的记号
A
F
a
B
6、力的单位:
在国际单位制中，力的单位是牛顿(N)；常用单位kN。 二、刚体的概念
2023年高考物理一轮考点复习第二章相互作用第3讲受力分析、共点力的平衡
第二章相互作用练案[6] 第3讲受力分析共点力的平衡一、选择题(本题共13小题，1～9题为单选，10～13题为多选)1．(2023·浙江高三阶段练习)如图所示，在倾斜的滑杆上套一个质量为m的圆环，圆环通过轻绳拉着一个质量为M的物体，在圆环沿滑杆向下滑动的过程中，悬挂物体的轻绳始终处于竖直方向，则( B )A．环只受三个力作用B．环一定受四个力作用C．物体做匀加速运动D．悬绳对物体的拉力小于物体的重力[解析]悬挂物体的轻绳始终处于竖直方向，可知整体沿斜面向下做匀速运动，受力平衡，则环受重力、细绳的拉力、滑杆对圆环的支持力和摩擦力，共4个力作用，B正确，AC错误；因物体受力平衡，可知悬绳对物体的拉力等于物体的重力，D错误。
2．(2023·广东高三专题练习)救援机器人的手臂前端装有铁夹。
在某次救援活动中，救援机器人用铁夹抓着两个重力都为G的水泥制品，使之保持静止状态，铁夹与水泥制品及水泥制品间的接触面竖直，如图所示。
若水泥制品受铁夹的最小压力为N时，才能使水泥制品不滑出铁夹，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则( D )A．两水泥制品间动摩擦因数G 2NB ．两水泥制品间动摩擦因数可以求出C ．铁夹与水泥制品间动摩擦因数G 2ND ．铁夹与水泥制品间动摩擦因数G N[解析]对水泥制品整体分析可知2F f ＝2G ，则F f ＝G ，对单个的水泥制品分析可知，两水泥制品之间的摩擦力F ′f ＝0，则两水泥制品间动摩擦因数无法求出，A 错误，B 错误；铁夹与水泥制品间动摩擦因数μ＝F f N ＝G N ，C 错误，D 正确。
3．(2022·湖北黄冈中学二模)如图所示，水平地面上叠放着矩形物体A 和B ，细线一端连接A ，另一端跨过光滑定滑轮连接着物体C ，A 、B 、C 均静止。
下列说法正确的是( D )A ．A 可能受到三个力作用B ．B 可能受到四个力作用C ．适当减小C 的质量后，A 、B 、C 仍静止在原位置，则A 对B 的摩擦力不变D ．适当减小C 的质量后，A 、B 、C 仍静止在原位置，B 对地面的压力增大[解析]物体A 受力分析如图共受到四个力，故A 错误；物块B受力分析如图共受到五个力，故B错误；适当减小C的质量后，A、B、C仍静止在原位置，可知T减小，θ不变，由F fA＝T cos θ，可知，则B对A的摩擦力减小，则A对B的摩擦力减小；因为F NA ＝m A g－T sin θ，F NB＝F′NA＋m B g，T减小，θ不变，可知适当减小C的质量后，A、B、C仍静止在原位置，B对地面的压力增大，故C错误，D正确。
力的平衡和不平衡
力的平衡和不平衡力是物体相互作用时产生的效果，是物体运动和形状的原因。
在物理学中，力被描述为矢量，即包含大小和方向的物理量。
力的平衡和不平衡是力学中重要的概念，它们涉及到物体的运动状态和静止状态。
一、力的平衡当一个物体上的力合成为零时，我们称之为力的平衡。
也就是说，物体在各个方向上受到的力相互抵消，没有造成运动的趋势。
力的平衡可以分为静止平衡和动态平衡。
1. 静止平衡静止平衡指的是物体保持静止的状态，不发生任何运动。
在静止平衡中，物体上的力合为零，并且力的矩（力对物体的作用点产生的转动效果）也为零。
这意味着物体不受到任何的扭转或转动。
静止平衡可以通过以下两个条件实现：首先，物体上的合力为零。
也就是说，物体受到的所有外力在大小和方向上互相抵消，没有净力。
这个条件可以用力的矢量相加来表示，如果合力为零，则表示物体受到的合力为零。
其次，物体上的力矩为零。
力矩是力对物体作用点产生的转动效果，通过力的乘以作用点到旋转轴的距离来表示。
在静止平衡中，物体上所有外力的力矩的合为零，即力对物体的转动效果相互抵消，使物体保持静止。
2. 动态平衡动态平衡指的是物体在匀速直线运动或者旋转运动中，其合力和合力矩均为零。
动态平衡的物体可能在运动，但是运动状态保持稳定。
为了使物体实现动态平衡，需要考虑两个方面：首先，物体上的合力为零。
在动态平衡中，物体受到的所有外力在大小和方向上相互抵消，没有净力。
这使得物体在运动过程中不会改变速度，保持稳定的运动状态。
其次，物体上的合力矩为零。
在动态平衡中，物体上所有外力的力矩的合为零，即力对物体的转动效果相互抵消，使得物体在旋转过程中保持稳定的角速度。
二、力的不平衡当物体上的合力不为零时，我们称之为力的不平衡。
也就是说，物体受到的外力不互相抵消，会造成物体的运动趋势。
力的不平衡可以导致以下两种情况：1. 加速度与速度方向一致如果物体受到的合力不为零，并且合力的方向与物体的速度方向一致，那么物体将产生加速度。
物理学如何解释力的平衡与不平衡
物理学如何解释力的平衡与不平衡力的平衡与不平衡是物理学中一个重要的概念，它涉及到物体在空间中的运动状态以及相互作用力的平衡与不平衡。
下面将从物理学的角度来解释力的平衡与不平衡。
一、力的平衡力的平衡指的是物体所受到的合力为零的状态。
力的平衡是物体保持静止或匀速直线运动的必要条件。
根据牛顿第一定律，当物体所受合力为零时，物体将继续保持其原有的静止状态或者匀速直线运动。
那么在物体受到多个力的作用时，如何判断力是否平衡呢？我们可以利用力的合成与分解原理。
假设一个物体受到三个力的作用，分别是力F1、力F2和力F3，用矢量表示分别为F1、F2和F3。
可以通过将这三个力的矢量相加，得到它们的合力，即F = F1 + F2 + F3。
如果合力F为零，则说明物体受到的力是平衡的，物体将保持静止或者匀速直线运动。
二、力的不平衡力的不平衡指的是物体所受到的合力不为零的状态。
当物体受到的合力不为零时，物体将发生加速度。
根据牛顿第二定律，当物体所受合力不为零时，物体将产生加速度，加速度的大小和方向与合力成正比。
这种情况下，物体将发生变速直线运动。
在力的不平衡情况下，我们需要了解力的作用方向和力的大小。
通过利用力的合成与分解原理，我们可以将合力分解成多个分力，分别计算它们的大小和方向。
这样我们就可以得知物体所受到各个分力的影响，进而判断物体的运动状态和加速度。
三、力的平衡与不平衡的应用力的平衡与不平衡不仅仅是物理学中的一个理论概念，它还有广泛的应用。
在工程领域，力的平衡与不平衡是设计稳定结构的关键。
例如，对于大型建筑物或桥梁，工程师需要确保物体所受的外力与内力平衡，以确保结构的稳定性和安全性。
在运动学中，分析力的平衡与不平衡可以帮助我们理解复杂的运动现象。
例如，通过分析物体所受到的力的平衡与不平衡，我们可以解释自由落体运动、摩擦力的产生和运动学中的各种现象。
在生物学中，力的平衡与不平衡是研究人体平衡和动作的基础。
通过研究力的平衡与不平衡的原理，我们可以了解人体姿势的保持和人体运动控制的机理。
人教版初中物理八年级下学期第二章- 二力平衡(含答案)
人教版初中物理八年级下学期8.2 二力平衡一、单选题（共12题；共24分）1.区分两个力是“平衡力”还是“相互作用力”，可依据这两个力( )A. 是否大小相等B. 是否方向相反C. 是否作用在同一物体上D. 是否作用在同一直线上2.如图所示，作用在物体上的两个力，其中属于平衡力的是（）A. B. C. D.3.如图所示，用线将灯悬挂在天花板上。
当灯静止时，灯所受拉力的平衡力是（）A. 线所受的重力B. 灯所受的重力C. 灯对线的拉力D. 线对天化板的拉力4.下列物体中，处于平衡状态的是（）A. 静止在水平地面上的篮球B. 在空中沿曲线运动的钢球C. 沿斜面加速下滑的木箱D. 正在转弯的火车5.在“探究二力平衡条件”的实验中，将系于轻质小卡片两对角的细线分别斜跨过左右吸在黑板上的滑轮，在细线的两端挂上钩码，如图所示．此时作用在卡片上的两个力大小相等、方向相反．若要证明：“两个力平衡的必要条件之一是必须作用在同一条直线上”，则下列实验操作正确的是（）A. 手扶卡片，在右侧加挂一个钩码，松手B. 手扶卡片，使其竖直向下移动一些，松手C. 手扶卡片，绕其中心在竖直平面旋转90°，松手D. 手扶卡片，将右侧滑轮竖直向下移动至与左侧滑轮在同一水平线上，松手6.如图所示是医疗机器人抱着病人在水平地面上匀速前行的情景。
下列说法正确的是（）A. 病人的重力就是病人对机器人的压力B. 机器人的重力和地面对机器人的支持力是一对平衡力C. 机器人对地面的压力与地面对机器人的支持力是一对相互作用力D. 机器人对病人支持力和病人的重力是一对相互作用力7.如图所示茶杯静止在水平桌面上，下列哪对力属于平衡力（）A. 茶杯的重力与桌面对茶杯的弹力B. 桌子的重力与桌面对茶杯的弹力C. 茶杯受到的重力与茶杯对桌面的压力D. 茶杯对桌面的压力与桌面对茶杯的弹力8.如图所示，一个木箱放在水平地面上，小军用一个水平向右的力推木箱，但未推动。
初中物理力学力的平衡和合力
初中物理力学力的平衡和合力力的平衡和合力是物理力学中的重要概念。
在本文中，我将介绍力的平衡和合力的概念、原理以及相关实例。
一、力的平衡力的平衡指的是物体所受的合力为零。
当物体受到的多个力平衡时，力的合成为零，物体将保持静止或匀速直线运动。
1.1 力的平衡原理根据牛顿第一定律，匀速直线运动的物体所受的合力为零。
这意味着物体上所有力的合成为零，即ΣF = 0。
力的平衡原理适用于不受限制的直线运动和力沿直线方向的情况。
1.2 力的平衡案例下面是一些力的平衡案例的示例：1.2.1 静止物体当一本书放在桌子上时，桌子对书施加向上的支持力，重力对书施加向下的力，由于这两个力的大小和方向相等，所以书保持静止。
1.2.2 悬挂物体在一根竖直的绳子上悬挂一个物体时，重力向下作用，绳子向上作用的力与重力的大小相等，所以物体保持静止。
1.2.3 倾斜平面当一个物体放置在倾斜平面上时，重力分为平行于平面和垂直于平面的分量。
平行于平面的分量被平面支持力抵消，垂直于平面的分量被重力和平面支持力平衡，物体保持静止。
二、合力的概念合力指的是将多个力矢量进行合成，得到新的力。
合力的大小和方向由它所作用的物体在力作用下所产生的加速度决定。
2.1 合力的计算合力可以通过将各个力的矢量相加来计算。
如果力的矢量方向相同，则合力的大小为各个力的大小之和；如果力的矢量方向相反，则合力的大小为各个力的大小之差。
方向则由力的矢量方向决定。
2.2 合力的实例下面是一些合力的实例：2.2.1 物体绳子的拉力当一个物体被两根绳子以不同方向施加力时，物体所受的合力是两个绳子的合力。
合力的大小和方向决定了物体的运动状态。
2.2.2 物体受到的多个力当一个物体受到多个力的作用时，合力是这些力向量的矢量之和。
合力的大小和方向决定了物体的加速度。
总结力的平衡和合力是初中物理力学中的重要概念。
力的平衡指的是物体所受的合力为零，而合力是多个力的矢量和。
通过理解和应用这些概念，我们可以更好地理解物体的运动和受力情况。
上海高一物理--力学整理
2010年7月2010年高一物理基础练习第二章力和力的平衡A1．生活中常见的力一、选择题1．关于力的作用，下列说法正确的是（）A．力有时候可以脱离施力物体而存在B．只有直接接触的物体之间才有力的作用C．人推物体时，人只是施力物而不是受力物D．一个施力物同时也是受力物2．关于力下列说法中不正确的是（）A．力是物体对物体的相互作用，所以力总是成对出现的B．不直接接触的两物体间也可以有力的相互作用C．直接接触的两物体间不一定存在弹力D．由有一定距离的磁铁间有相互作用力可知，力可以离开物体而独立存在3．下述各力中，不是根据力的性质命名的有（）A．重力B．拉力C．弹力D．摩擦力4．关于物体的重心，下列说法正确的是（）A．形状规则的物体的重心，一定在它的几何中心上B．形状不规则的物体的重心，不可能在它的几何中心上C．物体的重心一定在物体上D．用悬挂法寻找物体的重心，当物体静止时，细线的方向一定通过重心5．有一质量均匀分布的圆形薄板，若将其中央挖掉一个小圆，则薄板的余下部分（）A．重力减小，重心随挖下的小圆板移走了B．重力和重心都没改变C．重力减小，重心位置没有改变D．重力减小，重心不存在了二、填空题6．通常所说的重力、拉力、支持力、弹力、压力、摩擦力这几种力中,根据力的性质命名的力是___________________，根据力的作用效果命名的力是_______________________。
7．物体受到的重力是由_______________产生的，重力的施力物体是_________，重力的方向____________，重力的作用点在______________。
8．在公式G=mg中，在地球表面处g=9.8N/kg，在月球表面处g′=1.63N/g。
一个质量是50kg的人，在地球表面处所受的重力为_______N，他在月球表面处所受的重力为________N。
9．一根粗细均匀的铁棒AB，将B端截去20cm，则截后铁棒的重心与原来相比较，将向_______端移动_________cm。
第二章力和力的平衡
第二章力和力的平衡本章学习提要1．有关力的知识，包括力的概念、几种常见的力。
2．力的等效替代方法（力的合成与分解）。
3．共点力的平衡问题.这一章内容是整个力学的基础，也是今后学习气体、电场和电磁现象的重要基础,本章的重点是力的合成与分解以及共点力的平衡，本章的难点是力的分解和共点力平衡条件的实际应用，学习中不仅要学习和掌握有关力的知识，也要注重学习解决实际问题的重要思想方法，感悟力的平衡在社会生活中的重要意义.A 生活中常见的力一、学习要求理解力的概念，知道力学中常见的几种力。
理解重力的概念，知道重心的意义和重力的方向。
通过对形变的观察认识弹力，理解弹力的概念，知道弹性形变和弹力的方向，知道弹力的大小与形变有关系。
知道静摩擦力和最大静摩擦力的概念，能联系生活和生产的实例,应用弹力等知识解决简单的实际问题。
二、要点辨析1．力力是物体对物体的作用，力对物体的作用效果:①使物体发生形变。
②使物体的运动状态发生改变。
我们可以从被作用物体发生形变或运动状态的变化来判断物体是否受到力的作用。
物体受到力的作用,必定有另一个物体施加这种作用。
可见力是不能脱离施力物体和受力物体而独立存在的。
力是矢量,在描述一个力时必须指出它的大小、方向和作用点，力的大小、方向、作用点叫做力的三要素。
2．形变和弹力物体在外力作用下形状的变化叫做形变。
外力撤消的过程中，能自动恢复原状的形变叫做弹性形变。
发生弹性形变的物体，因要恢复原状，而对使它产生形变的物体施加的力称为弹力.产生弹力的条件是：①物体要直接接触。
②物体接触面发生弹性形变。
接触而不发生弹性形变的物体间不存在弹力。
弹力是一种常见的力，拉力、压力、推力、支持力和绳的张力在本质上都是弹力.弹力的作用点位于两物体的接触面或接触点的受力物体一侧。
弹力的方向总是跟物体形变的方向相反，与物体恢复原状的方向相同，且与接触面垂直,例如放在水平桌面上的球(图2—1）,由于两物相互挤压，都发生了弹性形变：桌面向下凹陷；球被向上压缩。
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静摩擦力发生在两个相对静止的物体 之间，但物体不一定静止。
例如：手握着竖直的瓶子，瓶竖直方向受到 哪些力？施力物？与握力有关吗？ 大小：利用二力平衡计算 方向：跟物体相对运动趋势方向相反。
练习：要使重400 N的桌子从原地运动最小必须 用200 N的水平拉力，桌子从原地移动后为使它 继续做匀速运动，只要160 N的水平拉力就行了， 求桌子与地面间的最大静摩擦力和动摩擦因数， 如果用100 N的水平力推静止的桌子，其静摩擦 力多大？
例：如图，求F的大小。
匀速
F＝？
G
练习：计算下列各题：
匀速 G 匀速 F 匀速 G F＝？ G＝？ F 匀速 匀速 G F＝？
F＝？ G
＝？
多力平衡时都用正交分解法
精品课件！
精品课件！
4、动态平衡问题：
例 1 ：如图，节能灯，用细线拉向侧面， A 30 细线OC恰水平，（1）保持OC不动，A点右 移（电线同时收短）电线和细线的张力如何 O B 变化？（ 2 ）保持 OA 不动， C 点上移（同时 放长绳子），两绳张力如何变化？
F1＝45 N，F2＝60 N，求合力的大小和 方向。
夹角为60，求其合力的大小和方向。
练习3 ：两个共点力大小都为100 N，
夹角为120，求其合力的大小和方向。
练习3 ：两个共点力大小都为100 N，
F1
4、多力合成：
例1 求左图中三个力的合力。
F3 F2
实验：探究共点力的合成
思考一：
C
三力平衡问题常用矢量图法 练习：分析下列各动态平衡问题（接触面均 光滑）。
三、摩擦力
（一）、滑动摩擦力f滑：
f
v
f‘
1 产生条件：（1）粗糙（2）有正压力作用（接触 且形变）（3）相对运动。 2 方向：（1）跟接触面相切 （2）跟物体相对运 动方向相反。
3 受滑动摩擦力作用的物体不一定是运动的。
4、大小：* f滑＝N
（1）N是压力不是重力
（ 2 ） 是动摩擦因数，它决定于两物体的材料及 接触面的粗糙程度
(1) F1 F(2) F1 F F2(来自)F F1F2
例：物体放在水平面上，受到与水平方向成 角斜向下的力F作用，可分解成如图F1、F2。
F F2
F1 F
共点力一般按照力的实际作用效果来分解
37 ° F
37
F °
七、 共点力平衡
1、平衡状态：静止或匀速直线运动状态 2、共点力平衡条件： （1） 二力平衡条件是？ （2）那么三力平衡条件是？ （3）多力平衡条件是？ 总结：在共点力作用下物体的平衡条件是物体所 受合力为零。
二、弹力
1 、定义：发生弹性形变的物体由于要 恢复原状，而对使它发生形变的物体 产生力的作用。
N
G
N’
弹力的方向：总是指向形变物体要恢复原状 的方向（形变的反方向） 判断有无弹力——直接接触且弹性形变。 （1） 支持力和压力：垂直于接触面指向 被支持的物体
（2） 绳子拉力：沿着绳收缩的方向
（3） *弹簧弹力：F = KX X:形变程度
3、讨论：(1) = 0时，两力同向，F合= F1 + F2， 合力最大。
(2) = 180时，两力反向，F合= F1 - F2 ，合力最小。 (3)两力大小一定时， 越大合力越小。
练习1： F1 = 5 N，F2 = 7 N，F3＝8N，求 合力F的范围。
练习2 ：两个互成直角的共点力，其中
1、力
（1）力是物体对物体的作用
（2）施力物体和受力物体 （3）力是矢量
（4）力的图示、受力示意图
练习：画出地对木块48 N的支持力及地面受 到的向左的15 N的摩擦力的图示
（明确受力物体，选择适当的标度）
（5）力的分类：可以按性质和作用效果分类 （6）力的作用效果：形变、运动状态改变 （7）力的相互性：作用力反作用力
四、物体受力分析（极其重要）
步骤：1 确定研究对象 2 按重力、外力、弹力、摩擦力的 顺序分析受力，并画出受力示意图 3 检查 (4ban)
五、共点力的合成
共点力：几个力作用在同一物体上的同一点， 或者它们的作用线（延长线）交于同一点，这几 个力就叫做共点力。
1、共点力力的合成：平行四边形法则 作图法和计算法 2、平行四边形法则（作图时结合力的图示）
练习：
（1） 物体重500牛，与水平地面间的动 摩擦因数为 0.2 ，用水平力 F 拉它沿水平面 匀速运动，求F的大小。
（ 2） 如图所示，用力 F紧按木块在竖直墙 面上，木块质量为 0.8 kg ，当水平推力 F是20 N时，木块恰好匀速下滑，木块与墙面间的动 摩擦因数为多大？
F
（二）静摩擦 f静 产生条件：（ 1 ）粗糙（ 2 ）有正压力作用（接触 且形变）（3）有相对运动趋势
1 物体静止在斜面上，如图， “物体受到 G 、 N 、 f 、 F 作用” 对吗？ 合力：等效替代
N
F
F
G
练习：
用如图两个力拉绳端 A ，求这两个力的合力的 大小和方向，绳 OA的张力多大？与竖直方向 的夹角多大？
O
A F1＝40N
F2＝30N
六、共点力的分解 1、力分解的方法：平行四边形法则 （讨论多解性问题）
例 1 ：如图，节能灯重 6 N ，用细 线拉向侧面，细线 OC恰水平，求电 线AO和线OC的拉力分别为多大？
A 30 O B C
例2：如图光滑斜面，倾角为，上有一个竖直 光滑挡板，重为100 N 的球夹在其中，求板所受的 压力和斜面所受的压力 。
3、共点力平衡条件的注意点：
（1）几个共点力作用平衡时，其中一个力必和其余各力 的合力大小相等、方向相反。 （2）几个共点力作用平衡时，撤去其中一个力其余各力 的合力与此力大小相等、方向相反。 （3）三力平衡：合成法和分解法 （4）多力平衡：正交分解法
生活中常见的力
一、重力
（1）重力的产生：重力是由于地球吸引而产生的 （2）重力的大小： G=mg
（3）重力的方向：竖直向下
（4）重心：
可以认为重力作用集中于物体上的一点，这一 点就叫做重心。
质量分布均匀、形状规则的物体重心在几何中心。
不规则物体：悬挂物平衡时，悬线延长线 必过重心
悬挂法测不规则物体的重心