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6力的平衡

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2012级济北中学高一物理学案
力的平衡

编制：任伟业 审核：李长征
教师寄语：让进取战胜迷惘
【学习目标】

1、知道平衡状态和平衡力的概念。
2、了解共点力作用下物体平衡的概念。
3、知道共点力的平衡条件。-
【自主学习】

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．
2．平衡条件：物体所受合外力 ．
（1）二力平衡的条件
（2）三力平衡的条件是这三个力的合力 ，其中任意两个力的合力与
第三个力大小 ，方向 。
（3） n力平衡的条件是这n个力的合力 ，其中任意n-1个力的合力
与第n个力大小 ，方向 。
（4）三个或三个以上的力平衡时，一般方法是正交分解法：先建立直角坐标系，让
尽量多的力落在坐标轴上，把不再坐标轴上的力正交分解到坐标轴上，利用FX合= ，
Fy合= ，求解。
3．解答平衡问题的一般步骤：
（1）选取研究对象；
（2）进行受力分析，画出受力示意图；
（3）应用力的合成与正交分解法对力进行处理；
（4）根据平衡条件列方程，求解。
【典型例题】

例1.用绳子将鸟笼挂在一根横梁上，如图所示，若鸟笼重20N，求绳子OA和OB的拉力。

2

例2.将重力G=100N的物体置于水平面上，给物体施加一个与水平方向成θ=30°的拉力
F=20N，物体沿水平方向匀速运动，求地面对物体的支持力和物体与地面间的动摩擦因数。

【巩固练习】
1.关于处于平衡状态的质点，下列论述正确的是（ ）
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.下列关于共点力的平衡与平衡条件的说法正确的是（ ）
A.如果物体的运动速度为零，则物体必处于平衡状态
B.如果物体的运动速度大小不变，则物体必处于平衡状态
C.如果物体处于平衡状态，则物体沿任意方向的合力都为零
D.如果物体受到三个共点力的作用而处于平衡状态，则任意两个力的合力与第三个力
大小相等、方向相反
3.大小不同的三个力同时作用在一个小球上，以下各组力中，可能使小球平衡的是（ ）
A.2N，3N，6N B.1N、4N、6N
C.35N、15N、25N D.5N、15N、25N
4.人站在自动扶梯上随自动扶梯匀速上升，如图所示，下列说法中正确的是（ ）
A.人所受合力方向同图中速度的方向一致
B.人在水平方向受到向右的摩擦力的作用
C.人只在竖直方向受力且合力为零
D.人在竖直方向所受合力不为零

5．如图所示，质量为m的等边三棱柱静止在水平放置的斜面
上。已知三棱柱与斜面之间的动摩擦因数为，斜面的倾角为30，则斜面对三棱柱的
支持力与摩擦力的大小分别为（ ）

A．32mg和12mg B．12mg和32mg

C．12mg和12mg D．32mg和32mg

m
300
3

6.质量为m的物体放在水平面上，它与水平面间的动摩擦因数为µ，分别在与水平面成
30゜角的斜向上和斜向下的力F1和F2的作用下匀速
运动，下列说法正确的是（ ）
A.F1和F2的大小相等 B.F1〉F
2

C.F1 D.无法确定

7.重为G的光滑小球静止在固定斜面和竖直挡板之间，斜面的倾角为θ。求斜面和挡板
对小球的弹力大小F1、F2 。

8.两条长度相等的轻绳下端悬挂一质量为m的物体，上端分别固定在天花板上的M、N
两点，，如图所示绳子与天花板的夹角均为600，求每根绳子的拉力的大小。

9．一个质量为50kg的物体，在平行于斜面的拉力F的作用下，沿倾角为30゜的斜面匀
速向上运动，已知斜面和物体间的动摩擦因数为33，求拉力F为多大？
F


4

10.如图所示，在固定的斜面上有一质量m=3kg的物体，当用水平力F=20N的力推动物体
时，物体沿斜面匀速上升，已知斜面高度h=1m，底边长d=2m，试求物体与斜面间的动摩
擦因数。

11.如图甲中一水平轻杆在左端通过铰链与墙壁相连，在右端的P点系有两根细线，一根
斜上拉且固定，另一根竖直向下连接质量为m的物体而处于平衡，图乙中水平轻杆左端
固定，右端连接一个光滑滑轮，用细线绕过滑轮，上端固定而下端连接与甲同样的物体
处于平衡。下列说法中正确的是（ ）
A．甲、乙图中斜拉线受到的拉力大小相等
B．甲、乙图中斜拉线受到的拉力大小不相等
C．甲图中轻杆对P点的作用力与乙图中轻杆对滑轮的作用力大小相等
D．甲图中轻杆对P点的作用力与乙图中轻杆对滑轮的作用力大小不相等
5

8．轻杆AB的右端顶在竖直墙上，轻绳AC的一端固定在竖直墙上的C点，另一端系在
杆的左端A点，在杆的左端点A用轻绳悬挂一个重为G的物体。平衡时AB杆保持水平，
AC和AB夹角=30°。求：
（1） 轻绳AC对杆的拉力，
（2） 墙对杆的作用力。
C

A 

图
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物体的平衡和平衡条件

物体的平衡和平衡条件

物体的平衡和平衡条件一、平衡状态的概念物体在受到外界作用力时，能够保持静止或匀速直线运动的状态称为平衡状态。

平衡状态分为两种：静止状态和匀速直线运动状态。

二、平衡条件的建立1.实验观察：在实验室中，通过实验观察发现，当物体受到两个力的作用时，若这两个力的大小相等、方向相反、作用在同一直线上，物体就能保持平衡状态。

2.平衡条件的得出：根据实验观察，总结出物体的平衡条件为：物体受到的两个力，大小相等、方向相反、作用在同一直线上。

三、平衡条件的应用1.力的合成：当物体受到两个力的作用时，可以根据平衡条件求出这两个力的合力。

合力的计算方法为：在力的图示中，将两个力的向量首尾相接，由起点到终点的向量即为合力向量。

2.平衡方程的建立：在已知物体受到的力的大小和方向时，可以根据平衡条件建立平衡方程，求解未知力。

平衡方程的一般形式为：ΣF = 0，ΣF表示物体受到的所有力的矢量和。

3.平衡状态的判断：判断物体是否处于平衡状态，可以通过观察物体是否保持静止或匀速直线运动来判断。

同时，也可以通过检验物体受到的力是否满足平衡条件来判断。

四、平衡条件的拓展1.多个力的平衡：当物体受到多个力的作用时，物体能够保持平衡的条件为：所有力的合力为零，即ΣF = 0。

2.非共点力的平衡：当物体受到非共点力的作用时，可以通过力的平行四边形定则求解合力，再根据平衡条件判断物体是否处于平衡状态。

3.动态平衡：物体在受到两个力的作用时，若这两个力的大小相等、方向相反、作用在同一直线上，物体将保持动态平衡状态。

动态平衡状态下的物体，速度大小和方向均不变。

物体的平衡和平衡条件是物理学中的重要知识点，掌握平衡状态的概念、平衡条件的建立、平衡条件的应用以及平衡条件的拓展，有助于我们更好地理解物体在受到力作用时的行为。

同时，平衡知识在实际生活和工作中也有着广泛的应用，如工程结构设计、机械运动分析等。

习题及方法：1.习题：一个物体质量为2kg，受到一个大小为10N的水平力和一个大小为15N的竖直力，求物体的平衡状态。

八年级物理下册第6章力与运动总复习

八年级物理下册第6章力与运动总复习

第6章力与运动1．牛顿第一定律：一切物体在没有受到外力作用的时候，总保持静止状态或匀速直线运动状态。

(牛顿第一定律是在经验事实的基础上，通过进一步的推理而概括出来的，因而不能用实验来证明这一定律)。

2．惯性：物体保持静止状态或匀速直线运动状态的性质叫惯性。

牛顿第一定律也叫做惯性定律。

3．二力平衡：物体受到两个力作用时，如果保持静止状态或匀速直线运动状态，我们就说这两个力互相平衡。

4．二力平衡的条件：作用在同一个物体上的两个力，大小相等、方向相反、并且在同一直线上。

可概括为：同体、等值、反向、共线，四者缺一不可。

5．物体在不受力或受到平衡力作用下都会保持静止状态或匀速直线运动状态。

6．合力：如果一个力产生的效果跟两个力共同作用产生的效果相同，这个力就叫做那两个力的合力。

求两个力的合力叫二力的合成。

7合合方向与大力F1相同8．物体处于静止状态或匀速直线运动状态（平衡状态）时，合力为零。

9．第7章密度与浮力一、（密度）1．质量(m)：物体中含有物质的多少叫质量。

2．质量国际单位是:千克。

其他有：吨，克，毫克，1吨=103千克=106克=109毫克（进率是千进）3．物体的质量不随形状,状态,位置和温度而改变。

4．质量测量工具：实验室常用天平（托盘天平）测质量。

5．天平的正确使用：(1)把天平放在水平工作台面上，把游码放在横梁标尺左端的零刻线处；(2)调节平衡螺母，使指针指在分度盘的中央红线处，这时天平平衡；(3)把物体放在左盘里，用镊子向右盘增减砝码并调节游码在标尺上的位置，直到横梁恢复平衡；(4)这时物体的质量等于右盘中砝码总质量加上游码所对的指示值。

6． 使用天平应注意：(1)不能超过称量X 围；(2)加减砝码要用镊子，且动作要轻；(3)不要把潮湿的物体和化学药品直接放在托盘上。

7． 密度：某种物质单位体积的质量叫做这种物质的密度。

用ρ表示密度，m 表示质量，V 表示体积，计算密度公式是Vm =ρ；密度单位是千克/米3，(还有：克/厘米3)，1克/厘米3=1000千克/米3；质量m 的单位是：千克；体积V 的单位是米3。

物体的受力分析及其平衡条件(3)

物体的受力分析及其平衡条件(3)


∑m = 0
3 a M − RA ⋅ d = 0 d = a cos 30 = 2
0
30
M 2 3 RA = M = d 3a
刚架所受荷载、尺寸及支承情况见图， 例1-6 刚架所受荷载、尺寸及支承情况见图，求 支座A及 处的反力 处的反力。 支座 及B处的反力。
∑X =0 ∑Y = 0 ∑ m (F ) = 0
绳索，传动带，链条等，忽略刚性， 绳索，传动带，链条等，忽略刚性，不计 重力， 重力，绝对柔软且不可伸长 特点：只受拉，不受压，不能抗拒弯矩， 特点：只受拉，不受压，不能抗拒弯矩， 限制物体沿柔性体伸长的方向运动。 限制物体沿柔性体伸长的方向运动。
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2、光滑接触面（线）约束 光滑接触面（
•忽略摩擦，理想光滑。 忽略摩擦，理想光滑。 忽略摩擦 特点： 只受压， 不受拉， 沿接触点处的 特点 ： 只受压 ， 不受拉 ， 公法线而指向物体，一般用N表示 表示。 公法线而指向物体，一般用 表示。又叫 法向反力。 法向反力。
12133、铰链约束14（1）固定铰链支座约束
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第二篇
工程力学
理论力学： 理论力学：研究物体机械运动一般规律 材料力学： 材料力学：研究构件承载能力 构件承受荷载能力衡量： 构件承受荷载能力衡量： 强度： 1．强度：构件抵抗破坏的能力 刚度： 2．刚度：构件抵抗变形的能力 稳定性： 3．稳定性：构件保持原有平衡形态能力
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第三章 物体的受力分 析及其平衡条件
∑m = 0
R A ⋅ L + m1 − m2 = 0
m1 − m2 24 − 15 RA = = = 1.5(kN ) L 6
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直杆AB与弯杆 铰接，已知AB杆上有一力偶矩 与弯杆BC铰接 例1-5 直杆 与弯杆 铰接，已知 杆上有一力偶矩 的力偶作用， 为M的力偶作用，各杆重力不计。求支座 、C处的 的力偶作用 各杆重力不计。求支座A、 处的 约束反力。 约束反力。
专题5力 物体的平衡及实验

专题5力 物体的平衡及实验


A．Fsinα ． C．Ftanα ．
B．Fcosα ． D．Fcotα ．
解析：由力的平行四边形定则，水平分力为Fcosα. 答案：B 点评：熟练应用力的合成和分解以及合成与分解中的 一些规律，是解决本题的根本．
(单选Ⅱ)如图所示，细绳 OA和OB悬挂着一 单选Ⅱ 如图所示， 和 悬挂着一 单选 如图所示 物体P，细绳 水平 水平， 拉力情况， 物体 ，细绳BO水平，那么关于细绳 AO和BO拉力情况， 和 拉力情况 下列判断正确的是( 下列判断正确的是 )
A．两条细绳必须等长 B．两条细绳必须垂直 C．两个弹簧秆的拉力必须等大 D．两个弹簧秆必须贴近木板表面且与木板平面平行
解析：实验中两分力不一定垂直，也不一定等大， 为了在纸上作图减小误差，两弹簧秤必须贴近木板平面 且与平面平行． 答案：D 点评：在这个实验中，用橡皮条在拉力作用下发生 的形变来反映力的作用效果，这个形变包括伸长量和伸 长方向两项，伸长量反映橡皮条所受拉力的大小，伸长 方向反映橡皮条所受拉力的方向．
2．共点的两个力合力的大小范围是|F1－F2|≤F合≤F1＋ ．共点的两个力合力的大小范围是 F2 3．合力可能比分力大，也可能比分力小，也可能等 ．合力可能比分力大，也可能比分力小， 于某一个分力． 于某一个分力． 4．共点的三个力合力的最大值为三个力的大小之和， ．共点的三个力合力的最大值为三个力的大小之和， 最小值可能为零． 最小值可能为零． 二、力的分解 1．力的分解遵循平行四边形定则，力的分解相当于 ．力的分解遵循平行四边形定则， 已知对角线求邻边． 已知对角线求邻边． 2．两个力的合力唯一确定，一个力的两个分力在无 ．两个力的合力唯一确定， 附加条件时，从理论上讲可分解为无数组分力， 附加条件时，从理论上讲可分解为无数组分力，但在具体 问题中，应根据力实际产生的效果来分解． 问题中，应根据力实际产生的效果来分解．