共点力的平衡学案【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。【自主学习】1．共点力物体同时受几个力的作用，如果这几个力都作用于物体的这几个力叫共点力。2．平衡状态：一个物体在共点力作用下，如果保持3．平衡条件：物体所受合外力．其数学表达式为：F合＝或Fx合=或运动，则该物体处于平衡状态．或者它们的作用线交于，Fy合=，其中Fx合为物体在x轴方向上所受的合外力，Fy合为物体在y轴方向上所受的合外力．平衡条件的推论(1)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等大反向.(2)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，这三个力必为共点力.(3)物体在三个共点力作用下处于平衡状态时，这三个力的有向线段必构成封闭三角形，即表示这三个力的矢量首尾相接，恰能组成一个封闭三角形.4．力的平衡：作用在物体上的几个力的合力为零，这种情形叫做若物体受到两个力的作用处于平衡状态，则这两个力。．．若物体受到三个力的作用处于平衡状态，则其中任意两个力的合力与第三个力5.解题途径当物体在两个共点力作用下平衡时，这两个力一定等值反向；当物体在三个共点力作用下平衡时，往往采用平行四边形定则或三角形定则；当物体在四个或四个以上共点力作用下平衡时，往往采用正交分解法.【典型例题】例1.一航天探测器完成对月球的探测任务后，在离开月球的过程中，由F静止开始沿着与月球表面成一倾斜角的直线飞行，先加速运动，再匀速运F动。探测器通过喷气而获得推动力。以下关于喷气方向的描述中正确的是A.探测器加速运动时，沿直线向后喷气F合vB.探测器加速运动时，竖直向下喷气GC.探测器匀速运动时，竖直向下喷气vGD.探测器匀速运动时，不需要喷气解：探测器沿直线加速运动时，所受合力F合方向与运动方向相同，而重力方向竖直向下，由平行四边形定则知推力方向必须斜向上方，因此喷气方向斜向下方。匀速运动时，所受合力为零，因此推力方向必须竖直向上，喷气方向竖直向下.选C例2.重G的均匀绳两端悬于水平天花板上的A、B两点。静止时绳两端的切线方向与天花板成α角.1求绳的A端所受拉力F1和绳中点C处的张力F2.F1αF1解：以AC段绳为研究对象，根据判定定理，虽然AαPBOAC所受的三个力分别作用在不同的点（如图中的A、C、F2OCF2P点），但它们必为共点力.G/2G/2设它们延长线的交点为O，用平行四边形定则GG,F2?作图可得：F1?2sin?2tan?例3.用与竖直方向成α=30°斜向右上方，大小为F的推力把一个重量为G的木块压在粗糙竖直墙上保持静止.求墙对木块的正压力大小N和墙对木块的摩擦力大小f.G解：从分析木块受力知，重力为G，竖直向下，推力F与竖直成30°斜向右上方，Fα墙对木块的弹力大小跟F的水平分力平衡，所以N=F/2，墙对木块的摩擦力是静摩擦力，其大小和方向由F的竖直分力和重力大小的关系而决定：当F?2G时，f=0；当F?2G时，f?3332F?G，方向竖直向拢坏?F?23G时，f?G?32F，方向竖直向上.例4.如图所示，将重力为G的物体A放在倾角θ的斜面上，物体与斜面间的动F摩擦因数为μ，那么对A施加一个多大的水平力F，可使物体沿斜面匀速上滑？Aθ例5.如图所示，在水平面上放有一质量为m、与地面的动动摩擦因数为μ的物体，现用力F拉物体，使其沿地面匀速运动，求F的最小值及方向.(Fmin?Fθ?mg?2?1，与水平方向的夹角为θ=arctanμ)O例6.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（如图所示）.现将P环向左移一小段距离，两环Q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B力FN和摩擦力f的变化情况是A.FN不变，f变大B.FN不变，f变小C.FN变大，f变大D.FN变大，f变小解：以两环和细绳整体为对象求FN，可知竖直方向上始终二力平衡，FN=2mg不变；以Q环为对象，在重力、细绳拉力F和OB压力N作用下平衡，设细绳和竖直方向的夹N角为α，则P环向左移的过程中α将减小，N=mgtanα也将减小。再以整体为对象，水平方向只有OB对Q的压力N和OA对P环的摩擦力f作用，因此f=N也减小.答案选B.2PAFαmg【针对训练】1.如图所示，一个半球形的碗放在桌面上，碗口水平，碗的内表面及碗口是光滑的.一根细线跨在碗口上，线的两端分别细有质量为m1和m2的小球，当它们处于平衡状态时，质量为m1