力与物体的平衡专题复习 高三物理

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第一讲 平衡问题

一、特别提示[解平衡问题几种常见方法]

1、力的合成、分解法：对于三力平衡，一般根据“任意两个力的合力与第三力等大反向”的关系，借助三角函数、相似三角形等手段求解；或将某一个力分解到另外两个力的反方向上，得到这两个分力必与另外两个力等大、反向；对于多个力的平衡，利用先分解再合成的正交分解法。

2、力汇交原理：如果一个物体受三个不平行外力的作用而平衡，这三个力的作用线必在同一平面上，而且必有共点力。

3、正交分解法：将各力分解到x轴上和y轴上，运用两坐标轴上的合力等于零的条件)00(yxFF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，尽可能使落在x、y轴上的力多；被分解的力尽可能是已知力。

4、矢量三角形法：物体受同一平面内三个互不平行的力作用平衡时，这三个力的矢量箭头首尾相接恰好构成三角形，则这三个力的合力必为零，利用三角形法求得未知力。

5、对称法：利用物理学中存在的各种对称关系分析问题和处理问题的方法叫做对称法。在静力学中所研究对象有些具有对称性，模型的对称往往反映出物体或系统受力的对称性。解题中注意到这一点，会使解题过程简化。

6、正弦定理法：三力平衡时，三个力可构成一封闭三角形，若由题设条件寻找到角度关系，则可用正弦定理列式求解。

7、相似三角形法：利用力的三角形和线段三角形相似。

二、典型例题

1、力学中的平衡：运动状态未发生改变，即0a。表现：静止或匀速直线运动

（1）在重力、弹力、摩擦力作用下的平衡

例1 质量为m的物体置于动摩擦因数为的水平面上，现对它施加一个拉力，使它做匀速直线运动，问拉力与水平方向成多大夹角时这个力最小？

解析 取物体为研究对象，物体受到重力mg，地面的支持力N，摩擦力f及拉力T四个力作用，如图1-1所示。

由于物体在水平面上滑动，则Nf，将f和N合成，得到合力F，由图知F与f的夹角：

2019届高三二轮复习专题—基础综合—力与平衡

核心知识

考点一 受力分析、物体的平衡

明确六种常见力

规律方法

1．受力分析的顺序

一般按照“一重、二弹、三摩擦、四其他”的程序，结合整体法与隔离法分析物体的受力情况．

2．处理平衡问题的基本思路

典例分析

1 . 如图所示，一根弹性杆的一端固定在倾角为30°的斜面上，杆的另一端固定一个质量为1kg的小球，小球处于静止状态。取g=10m/s2。则弹性杆对小球的作用力 A．大小为10N，方向竖直向上

B．大小为10N，方向垂直于斜面向上

C．大小为5N，方向垂直于斜面向上

D．大小为5N，方向垂直于斜面向上

【答案】A

【解析】

【详解】

小球受到竖直向下的重力G=10N，杆对小球的作用力F，小球静止，处于平衡状态，由平衡条件得：F与重力G是一对平衡力，则F=G=10N，方向竖直向上；故A正确，BCD错误。

故选：A.

考点二 整体与隔离在静态平衡中的应用

核心知识 1．整体法

在研究物理问题时，把所研究的对象作为一个整体来处理的方法称为整体法．采用整体法可以避免对系统内部进行繁琐的分析，常常使问题解答更简便明了．

2．隔离法

把所研究对象从整体中隔离出来进行研究，最终得出结论的方法称为隔离法．采用隔离物体法能排除与研究对象无关的因素，使事物的特征明显地显示出来，从而进行有效的处理．

3．隔离法与整体法的关系

隔离法与整体法，在一般问题的求解中，随着研究对象的转化，往往两种方法交叉运用，研究系统外力时往往用整体法而研究单个物体受力，则用隔离法．

规律方法

整体法、隔离法处理静态平衡问题的思路

典例分析

2 . 如图，一质量为M="10" kg的正方形小物块置于固定在水平地面上的斜面体上,物块M与斜面间动摩擦因数μ="0.5" ,一平行于斜面的轻质细绳一端系于物块M上,另一端绕过定滑轮与人相连(不计定滑轮处的一切摩擦),定滑轮质量m0="2" kg.当人以T="100" N的力斜向下拉绳子时(人不移动位置,只是手中收绳子),为保证物块M沿斜面向上做匀速直线运动,需同时施加一垂直物块M上表面向下作用力F. 人的质量m人=" 50" kg,斜面倾角和绳子与水平面的夹角都是θ=30∘,sin30∘=1/2,cos30∘=/2,重力加速度取g="10" m/s2求： （1）人对地面的压力N多大；

力 物体的平衡 直线运动高三物理第一轮复习专题测试一

本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。共150分考试用时120分钟

第Ⅰ卷（选择题共40分）

一、本题共10小题，每小题4分，共40分．在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一

个选项正确，有的小题有多个选项正确．全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错

或不答的得0分．

1．如图所示是汽车中的速度计，某同学在汽车中观察速度计指针位置的变化.开始时指针指

示在如左图所示的位置，经过7s后指针指示在如右图所示位置，若汽车做匀变速直线运

动，那么它的加速度约为（ ）

A．7.1m/s2 B．5.7m/s2

C．1.6m/s2 D．2.6m/s2

2．某人在平直公路上骑自行车，见前方较远处红色交通信号灯亮起，他便停止蹬车，此后

的一小段时间内，自行车前轮和后轮受到地面的摩擦力分别为f前和f后，则 （ ）

A．f前向后，f后向前 B．f前向前，f后向后

C．f前向前，f后向前 D． f前向后，f后向后

3．如图所示，a、b、c为三个物块，M、N为两个轻质弹簧．R为跨过光滑定滑轮的轻绳，

它们连接如图并处于平衡状态．下列说法中正确的是 （ ）

A．N一定处于拉伸状态而M有可能处于压缩状态

B．有可能N处于压缩状态而M处于拉伸状态

C．有可能N处于不伸不缩状态而M处于拉伸状态

D．有可能N处于拉伸状态而M处于不伸不缩状态

4．a、b 两物体从同一位置沿同一直线运动，它们的速度图象如图所示，下列说法正确的是 （ ）

A．a、b 加速时，物体a 的加速度大于物体 b的加速度

B．20 秒时，a、b 两物体相距最远

C．60 秒时，物体 a在物体 b的前方

D．40 秒时，a、b 两物体速度相等，相距200m

5．质量为m的物体，放在质量为M的斜面体上，斜面体放在粗糙的水平地面上，m和M均

1

三个共点力作用下的动态平衡问题

一.要点精讲

1．共点力

作用于物体的同一点或作用线相交于一点的几个力。

2．平衡状态

物体保持静止或匀速直线运动的状态。

3．共点力的平衡条件

(1)F合＝0或者 Fx＝0，Fy＝0。

(2)平衡条件的推论

①二力平衡：如果物体在两个共点力的作用下处于平衡状态，这两个力必定大小相等，方向相反。

②三力平衡：如果物体在三个共点力的作用下处于平衡状态，其中任何一个力与其余两个力的合力大小相等，方向相反；并且这三个力的矢量可以形成一个封闭的矢量三角形。

③多力平衡：如果物体在多个共点力的作用下处于平衡状态，其中任何一个力与其余几个力的合力大小相等，方向相反。

4.静态平衡与动态平衡：

（1）静态平衡模型

物体保持静止或匀速直线运动的状态，物体受到的各个力不变。

（2）动态平衡模型

①物体受到的力在发生动态变化，但物体保持静止或匀速直线运动的状态

②物体“缓慢”运动时，可把物体看作平衡状态处理，物体所受合力为0.

动态平衡问题较难！

二.解决动态平衡问题的思路与法：

1.解决问题切入思路

（1）解析法

对研究对象进行受力分析，先画出受力示意图，再根据物体的平衡条件列式求解，得到因变量与自变量的函数表达式(通常为三角函数关系)，最后根据自变量的变化确定因变量的变化。 2

(2)图解法

不需要列式计算，通过画图分析求解。对于三个力作用下的平衡问题，通常

①一个力大小、方向均不变，另一个力方向不变，通常画闭合三角形。

②一个力是恒力，另两个力方向的夹角保持不变的情况，可构造圆，来解决。恒力对应的圆心角不变。

③当一个力是恒力，另一个力大小不变时，也可画圆来分析处理。

2.常用的物理方法

方 法 基本思路 求解方法 条 件

力的合成法 通过平行四边形定则，构建矢量三角形，利用几何知识求解

物体受三个共点力的作用而平衡，则任意两个力的合力一定与第三个力大小相等，方向相反。可以应用三角函数、相似三角形等知识求解 三力平衡