高一上物理同步辅导11共点力的平衡(一)

共点力的平衡 同步练习下列关于质点处于平衡状态的论述`, 正确的是（ ）A 质点一定不受力的作用B 质点一定没有加速度C 质点一定没有速度D 质点一定保持静止2. 如图所示, 重4 N 的物体与弹簧相连, 静止在倾角为300的斜面上, 若弹簧的弹力大小为4N, 则物体受到的静摩擦力为（ ）A 方向必沿斜面向上B 方向可能沿斜面向下C 大小必为6ND 大小可能为6N如图所示, 用轻绳将重球悬挂在竖直光滑墙上, 当悬绳变长时，A 绳子拉力变小, 墙对球的弹力变大B 绳子拉力变小, 墙对球的弹力变小C 绳子拉力变大, 墙对球的弹力变大D 绳子拉力变大, 墙对球的弹力变小4. 一个质点受到几个恒力的作用而处于平衡状态, 若去掉其中一个大小为10N, 方向水平向左的力, 余下的力的合力是 N, 方向 。

方木块静止在倾角为θ的斜面上, 那么, 斜面对木块作用力的方向A 沿斜面向下B 垂直斜面向上C 沿斜面向上D 竖直向上如图所示, 物体A 重10N, 物体B 重10N, A 与水平面间的动摩擦因素μ=0.2, 绳重不计, 绳与定滑轮间的摩擦不计。

若A 处于静止状态, 试求：水平力F 的取值范围。

（可认为最大静摩擦力和滑动摩擦力大小相等）7. 木块与斜面间的动摩擦因素为μ, 当斜面的倾角θ满足 条件时, 木块恰能沿斜面匀速下滑。

8．重12N 的物体静止在斜面上, 所受重力和弹力的合力为6N, 则此斜面的倾角为 ；斜面对物体的支持力大小为 N 。

9. 一个物体受若干共点力作用而处于平衡状态, 其中的一个力 F 1= 35N, 方向向右, 另一个力F 2= 5N, 方向向左, 这些力都在同一平面内。

现将F 1逆时针转900, 将F 2顺时针转900, 则物体所受合力大小为 N 。

10．氢气球重10N, 空气对它的浮力为16N, 用绳拴住, 由于受水平风力作用, 绳子与竖直方向成300角, 则绳子的拉力大小为 N, 水平风力大小是N.参考答案1. B2. B D3. B4. 10 水平向右5. D6. 4.7N ≤F ≤5.3N7. θ=tg-1μ8.300 6 9. 50 10. 4 2。

共点力的平衡一、 理解平衡状态及平衡条件1. 平衡状态：物体保持__，是加速度________的状态．2. 共点力作用下物体的平衡条件：物体所受的合外力为零，即∑F ＝0，或∑F x ＝0，∑F y＝0.1. 力的合成法物体受三个力作用而平衡时，其中任意两个力的合力必定跟第三个力________．可利用力的平行四边形定则，根据正弦定理、余弦定理或相似三角形等数学知识求解．2. 正交分解法将各力分解到x 轴上和y 轴上，使用两坐标轴上的合力等于零的条件，即⎩⎪⎨⎪⎧∑F x ＝0，∑F y＝0.此方法多用于三个以上共点力作用下的物体的平衡．值得注意的是：对x 、y 方向选择时，尽可能使较多的力落在x 、y 轴上，被分解的力尽可能是已知力，不宜分解待求力．题型一：物体的平衡【例1】 一质量为M 的探空气球在匀速下降，若气球所受浮力F 始终保持不变，气球在运动过程中所受阻力仅与速率相关，重力加速度为g.现欲使该气球以同样速率匀速上升，则需从气球吊篮中减少的质量为( )A. 2⎝⎛⎭⎫M －F gB. M －2F gC. 2M －FgD. 0【变式训练1】 (多选)如图所示，用两根细线把A 、B 两小球悬挂在天花板上的同一个点O ，并用第三根细线连接A 、B 两小球，然后用某个力F 作用在小球A 上，使三根细线均处于直线状态，且OB 细线恰好沿竖直方向，两个球均处于静止状态．则该力可能为图中的( )A. F 1B. F 2C. F 3D. F 4题型二：受力分析【例2】 (2012·苏北四市一模)如图所示一吊床用绳子拴在两棵树上等高位置．某人先坐在吊床上，后躺在吊床上，均处于静止状态．设吊床两端系绳中拉力为F 1、吊床对该人的作用力为F 2，则( )A. 坐着比躺着时F 1大B. 躺着比坐着时F 1大C. 坐着比躺着时F 2大D. 躺着比坐着时F 2大【变式训练2】 (2013·连云港一模)如图所示，A 、B 、C 、D 四个人做杂技表演，B 站在A 的肩上，双手拉着C 和D ，A 撑开双手水平支持着C 和D.若四个人的质量均为m ，他们的臂长相等，重力加速度为g ，不计A 手掌与C 、D 身体间的摩擦．下列结论错误的是( )A. A 受到地面支持力为4mgB. B 受到A 的支持力为3mgC. B 受到C 的拉力约为233mgD. C 受到A 的推力约为233mg题型三：正交分解【例3】 如图所示，质量与摩擦均不计的滑轮通过不可伸长的轻质细绳挂一重物，绳的A 端固定，B 端由B 点缓慢移到C 点再移到D 点．在此过程中，绳子拉力的变化情况是( )A. 先减小后增大B. 先增大后减小C. 先增大后不变D. 先不变后增大【变式训练3】 (2011·海南)如图，墙上有两个钉子a 和b ，它们的连线与水平方向的夹角为45°，两者的高度差为l.一条不可伸长的轻质细绳一端固定于a 点，另一端跨过光滑钉子b 悬挂一质量为m 1的重物．在绳上距a 端l/2的c 点有一固定绳圈．若绳圈上悬挂质量为m 2的钩码，平衡后绳的ac 段正好水平，则重物和钩码的质量比m 1m 2为( )A. 5B. 2C.52D. 2题型四：整体与隔离法【例4】 (多选)如图所示，质量分别为m 1、m 2的两个物体通过轻弹簧连接，在力F 的作用下一起沿水平方向做匀速直线运动(m 1在地面，m 2在空中)，力F 与水平方向成θ角．则m 1所受支持力N 和摩擦力f 准确的是( )A. N ＝m 1g ＋m 2g －Fsin θB. N ＝m 1g ＋m 2g －Fcos θC. f ＝Fcos θD. f ＝Fsin θ【变式训练4】 如图所示，有一个直角支架AOB ，AO 水平放置，表面粗糙，OB 竖直向下，表面光滑．AO 上套有小环P ，OB 上套有小环Q ，两环质量均为m ，两环由一根质量可忽略、不可伸长的细绳相连，并在某一位置平衡．现将P 环向左移一小段距离，两环再次达到平衡，那么将移动后的平衡状态和原来的平衡状态比较，AO 杆对P 环的支持力F N 和摩擦力f 的变化情况是( )A. F N 不变，f 变大B. F N 不变，f 变小C. F N 变大，f 变大D. F N 变大，f 变小练1 如图所示，一个质量为m 的小物体静止在固定的、半径为R 的半圆形槽内，距最低点高为R2处，则它受到的摩擦力大小为( )A. 12mg B.32mg C. ⎝⎛⎭⎫1－32mg D.22mg练2 (2012·浙江理综)如图所示，与水平面夹角为30°的固定斜面上有一质量m＝1.0 kg 的物体，细绳的一端与物体相连，另一端经摩擦不计的定滑轮与固定的弹簧测力计相连．物体静止在斜面上，弹簧测力计的示数为4.9 N．关于物体受力的判断(g取9.8 m/s2)，下列说法准确的是( )A. 斜面对物体的摩擦力大小为0B. 斜面对物体的摩擦力大小为4.9 N，方向沿斜面向上C. 斜面对物体的支持力大小为4.9 3 N，方向竖直向上D. 斜面对物体的支持力大小为4.9 N，方向垂直斜面向上练3 (2012·泰州期末)将四块相同的坚固石块垒成圆弧形的石拱，其中第3、4块固定在基地上，第1、2块间的接触面是竖直的，每块石块的两个侧面间所夹的圆心角为30°.假定石块间的摩擦力能够忽略不计，则第1、2块石块间的作用力和第1、3块石块间的作用力的大小之比为( )A. 12 B.32C.33 D. 3练4 (2012·苏北四市三模)(多选)如图所示，物体A用轻质细绳与圆环B连接，圆环套在固定竖直杆MN上，用一水平力F作用在绳上的O点，整个装置处于静止状态．现将O 点缓慢向左移动，使细绳与竖直方向的夹角增大．下列说法准确的是( )A. 水平力F逐渐增大B. O点能到达与圆环B等高处C. 杆对圆环B的摩擦力增大D. 杆对圆环B的弹力增大求解平衡问题时用到的方法：1. 思维方法类：隔离法、整体法、假设法．2. 物理方法类：三角形法、合成法、正交分解法．3. 数学方法类：相似三角形法、拉密定理．(1)相似三角形法：如果在对力利用平行四边形定则(或三角形定则)运算过程中，力三角形与几何三角形相似，则可根据相似三角形对应边成比例等性质求解．(2)拉密定理：如果在共点的三个力作用下，物体处于平衡状态，那么各力的大小分别与另两个力夹角的正弦成正比．。

人教版(2024)必修第一册第三章相互作用——力3.5共点力的平衡(第1课时)DIRECTORY 目录整体法和隔离法01新课引入0302共点力平衡的条件课堂练习0401新课引入欣赏力之美思考与讨论图甲、乙、丙、丁分别画出了重力为G的木棒在力F 1和F 2的共同作用下处于平衡状态的情况，这些力都位于同一平面内。

根据每幅图中各个力作用线的几何关系，可以把上述四种情况的受力分成两类，你认为哪些情况属于同一类？你是根据什么来划分的？02共点力平衡的条件观察与思考观察右边两幅图中的石头和硬币都处于什么样的状态？一、平衡状态1.定义：物体受到几个力作用时，如果保持静止或匀速直线运动状态，我们就说这个物体处于平衡状态。

2.“静止”和“v=0”的区别和联系知识，你认为受共点力作用的物体，在什么条件下才能保持平衡呢？作用在同一物体上的两个力，如果大小相等、方向相反，并且在同一条直线上，这两个力平衡。

二力平衡时物体所受的合力为0。

认为受共点力作用的物体，在什么条件下才能保持平衡呢？我们可以根据平行四边形定则，求任意两个力的合力为一个力，最终把三力平衡问题转化为二力平衡问题。

即三力的合力为0。

思考与讨论如果物体受到三个以上的力作用，你认为受共点力作用的物体，在什么条件下才能保持平衡呢？我们可以根据平行四边形定则，任意一个力与其余各力的合力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上，最终把多力平衡问题转化为二力平衡问题。

即物体所受的合力为0。

二、共点力平衡的条件1.条件：在共点力作用下物体平衡的条件是合力为0。

2.公式：F 合＝0，或F x 合=0和F y 合＝0。

3.由平衡条件得出的三个结论：4.分析思路：多力——→转化三力——→转化二力【例题1】某幼儿园要在空地上做一个滑梯，根据空地的大小，滑梯的水平跨度确定为6m。

设计时，滑板和儿童裤料之间的动摩擦因数取0.4，为使儿童在滑梯游戏时能在滑板上滑下，滑梯至少要多高？解析：以小孩为研究对象，受力分析F f=F1=G sinθF N=F2=G cosθF f＝μF N解得：tanθ=μ由几何关系可得：tanθ=BC AC可得：h=μ·AC=0.4×6m=2.4m应用共点力平衡条件解题的步骤:(1)明确研究对象(物体、质点或绳的结点等)。

2024年高考物理一轮大单元综合复习导学练专题11共点力的平衡问题导练目标导练内容目标1整体法和隔离法在平衡问题中的应用目标2平衡中的临界和极值问题目标3解析法在动态平衡问题中的应用目标4图解法在动态平衡问题中的应用目标5相似三角形法在动态平衡问题中的应用目标6拉密定理在动态平衡问题中的应用【知识导学与典例导练】一、整体法和隔离法在平衡问题中的应用整体法和隔离法应用十六字原则：外整内分，力少优先，交替使用，相互辅助。

【例1】为庆祝全国两会胜利召开，某景区挂出34个灯笼（相邻两个灯笼之间用轻绳等距连接），灯笼上依次贴着“高举中国特色社会主义伟大旗帜，为全面建设社会主义现代化国家而团结奋斗”的金色大字，从左向右依次标为1、2、3、……、34。

无风时，灯笼均自然静止，与“全”字灯笼右侧相连的轻绳恰好水平，如图所示。

已知每个灯笼的质量均为1kg m =，取重力加速度210m/s =g ，悬挂灯笼的轻绳最大承受力m 340N T =，最左端悬挂的轻绳与竖直方向的夹角为θ。

sin 370.6︒=，cos370.8︒=。

下列说法正确的是（）A ．夹角θ的最大值为45°B ．当夹角θ最大时，最底端水平轻绳的拉力大小为C ．当37θ=︒时，最底端水平轻绳的拉力大小为204ND ．当37θ=︒时，第4个灯笼与第5个灯笼之间的轻绳与竖直方向的夹角为45°【答案】B【详解】A ．分析可知，当绳子拉力达到最大时，夹角θ的值最大，以整体为研究对象，根据平衡条件竖直方向有m m 2cos 34T mg θ=解得m 1cos 2θ=可得m 60θ=︒，A 错误；B ．当夹角θ最大时，以左边17个灯笼为研究对象，水平方向m m sin T T θ=解得T =，B 正确；C ．当37θ=︒时，以左边17个灯笼为研究对象，根据几何关系可得tan 3717T mg︒='解得127.5N T ='，C 错误；D ．当37θ=︒时，以左边第5个灯笼到17个灯笼为研究对象，根据几何关系可得tan 13T mgα'=解得tan 0.981α=≠可知第4个灯笼与第5个灯笼之间的轻绳与竖直方向的夹角不为45°，D 错误。

共点力的平衡课后篇巩固提升合格考达标练1.如图所示,重力为20 N的物体,放在倾角为30°的光滑斜面上,弹簧测力计对物体的拉力与斜面平行。

物体在斜面上保持静止时,弹簧测力计示数为()A.10 NB.17 NC.20 ND.30 N,三力平衡,拉力等于重力沿斜面向下的分力,故F=mg sin 30°=20×1N=10 N。

22.(2021江苏淮安中学高一期末)如图所示,斜面上和与斜面垂直的挡板上各有一个压力传感器A、B,斜面倾角可调,铁球静止在传感器A、B上,从图示位置缓慢减小斜面的倾角θ,下列说法中正确的是()A.A的示数不变,B的示数减小B.A的示数减小,B的示数不变C.A的示数增大,B的示数减小D.A的示数减小,B的示数增大A的读数为F A=mg cos θ,压力传感器B的读数为F B=mg sin θ,则当θ减小时F A变大,F B减小。

故选C。

3.如图所示是一个简易起吊设施的示意图,AC是质量不计的撑竿,A端与竖直墙用铰链连接,一滑轮固定在A点正上方,C端吊一重物。

现施加一拉力F缓慢将重物P向上拉,在AC杆达到竖直前()A.BC 绳中的拉力F T 越来越大B.BC 绳中的拉力F T 越来越小C.AC 杆中的支撑力F N 越来越大D.AC 杆中的支撑力F N 越来越小C 点的受力示意图,如图所示。

作出力的矢量三角形如图中虚线所示,由图可知力的矢量三角形与几何三角形ABC 相似。

根据相似三角形的性质得F T BC=F N AC=GAB,解得BC 绳中的拉力为F T =GBC AB ,AC 杆中的支撑力为F N =G ACAB。

由于重物P 向上运动时,AB 、AC 不变,BC 变小,故F T 减小,F N不变。

B 正确。

4.(2021广东清远高一期末)半圆柱体P 放在粗糙的水平地面上,其右端有竖直挡板MN ,在P 和MN 之间放有一个光滑均匀的小圆柱体Q ,整个装置处于静止状态,如图所示。

专题11 力的合成与分解共点力的平衡1.力的合成与分解遵循平行四边形定则。

合力与分力是等效替代的关系。

2.处理静态平衡问题的基本思路：根据物体所处的状态(静止或者匀速直线运动)对研究对象受力分析，结合平衡条件列式。

3.处理静态平衡问题的主要方法：力的合成法和正交分解法。

考点一合力大小的范围1.两个共点力的合成：|F1－F2|≤F合≤F1＋F2，即两个力大小不变时，其合力随夹角的增大而减小．当两力反向时，合力最小，为|F1－F2|；当两力同向时，合力最大，为F1＋F2.2.三个共点力的合成：①三个力共线且同向时，其合力最大，为F1＋F2＋F3.②任取两个力，求出其合力的范围，如果第三个力在这个范围之内，则三个力的合力的最小值为零，如果第三个力不在这个范围内，则合力的最小值为最大的一个力减去另外两个较小力的和的绝对值．3.合力可以大于分力，等于分力，也可以小于分力．1.如图所示为两个共点力的合力F随两分力的夹角θ变化的图像，则这两个分力的大小可能为( )A．1 N和4 N B．2 N和3 NC．1 N和5 N D．2 N和4 N2.作用在同一物体上的三个共点力，大小分别是5N、8N和9N。

则这三个力的合力大小不可能为（）A．24N B．4N C．0 D．20N考点二正交分解法1.正交分解法：将已知力按互相垂直的两个方向进行分解的方法。

2.建立坐标轴的原则：物体处于平衡状态时使尽量多的力选在坐标轴上。

3.如图所示，放在水平地面上的物块，受到一个与水平方向成α角斜向下方的力F的作用，该物块恰好在水平地面上做匀速直线运动。

如果保持该推力F的大小不变，而使力F与水平方向的夹角α变小，那么，地面受到的压力N 和物块受到的摩擦力f 的变化情况是( )A ．N 变小，f 变大B ．N 变大，f 变小C ．N 变大，f 变大D ．N 变小，f 变小4.如图所示，质量为m 的物体置于倾角为θ的固定斜面上。

物体与斜面之间的动摩擦因数为μ，先用平行于斜面的推力F 1作用于物体上使其能沿斜面匀速上滑，若改用水平推力F 2作用于物体上，也能使物体沿斜面匀速上滑，则两次的推力之比F 1F 2为( )A ．cos θ＋μsin θB ．cos θ－μsin θC ．1＋μtan θD ．1－μtan θ 考点三 三力平衡三力平衡时，任意两个力的合力与第三个力大小相等、方向相反．5.如图所示，光滑半球形容器固定在水平面上，O 为球心，一质量为m 的小滑块，在水平力F 的作用下静止于P 点，设滑块所受支持力为F N ，OP 与水平方向的夹角为θ，下列关系正确的是( )A.F ＝mg tan θB.F ＝mg tan θC.F N ＝mgtan θ D.F N ＝mg tan θ 6.如图所示，固定在水平地面上的物体P ，左侧是光滑圆弧面，一根轻绳跨过物体P 顶点上的小滑轮，一端系有质量为m ＝4 kg 的小球，小球与圆心连线跟水平方向的夹角θ＝60°，绳的另一端水平连接物块3，三个物块重均为50 N ，作用在物块2的水平力F ＝20 N ，整个系统处于平衡状态，取g ＝10 m/s 2，则以下正确的是( )A．1和2之间的摩擦力是20 NB．2和3之间的摩擦力是20 NC．3与桌面间的摩擦力为20 ND．物块3受6个力作用7.如图所示，足够长的水平杆MN中套有一个滑块A，A通过细绳连接小球B。