共点力平衡知识点

共点力平衡知识点（通用3篇）

共点力平衡知识点 篇1

共点力作用下物体的平衡

知识与技能

1． 理解共点力作用下物体平衡状态的概念，能推导出共点力作用下物体的平衡条件 2． 会用共点力平衡条件解决有关力的平衡问题 过程与方法

1． 培养学生的分析推理能力和实验观察能力 2． 培养学生处理三力平衡问题时一题多解的能力 情感态度与价值观

1． 渗透“学以致用”的思想，有将物理知识应用于生活实践的意识，勇于探究与日常生活有关的物理问题

2． 培养学生联系实际、实事求是的科学态度和科学精神 教学重点：共点力作用下物体的平衡条件及应用 教学难点：共点力平衡条件的应用 教具准备：多媒体教学设备等 课时安排：1 教学过程 导入新课

生活中的物体有的处于平衡状态，有的处于非平衡状态；其中物体的平衡状态比较常见，而且很有实际意义。那么：什么是物体的平衡状态，物体在什么条件下才能处于平衡状态呢？本节课我们就来学习共点力的平衡条件。新课教学

（一）知识准备

1．复习共点力的概念，做探究一

几个力都作用在物体的同一点，或者它们的作用线相交于同一点，这几个力就叫做共点力 探究

一、画出下列静止的物体所受的力，并且判断是不是共点力

（1）小球所受的力（2）木块所受的力 2．什么是平衡状态？

师生讨论后总结：如果一个物体在共点力的作用下保持静止状态或做匀速直线运动的状态，我们就说这个物体处于平衡状态。

（二）实验探讨共点力平衡的条件

1、从运动学角度分析 加速度为零（从概念中得出）平衡状态是指速度为零的状态吗？

不是，例如竖直上抛运动的最高点，虽然速度为零，但加速度不为零，不是平衡状态。

2、从力的角度分析

物体受到两个力作用下而处于平衡时，这两个力等大、反向、共线，合力为零；

物体受三个力作用而处于平衡时，任意两个力可用一个力来代替（化成二力平衡），这三个力的合力为零；

物体受三个以上力的作用时，都可以得出相同的结论，合力为零。大量的实验证明也是这样

可见“合力为0”就是物体平衡的条件

F合＝0或Fx合=0 且Fy合=0，（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）

（三）共点力平衡条件的应用

例1：沿光滑的墙壁用把一个小球挂在A点，足球的质量为1Kg，．小球与墙壁的接触点为B，悬绳与墙壁的夹角为30．求悬绳对球的拉力T和墙壁对球的支持力F．（g取10m/s 思考：1 本题中选哪个物体为研究对象？ 2 分析你选择的研究对象的受力情况，总结：

1、物体受三个力的作用

B A 02、既可以求出任意两个力的合力（合成法），也可以将其中一个力分解（分解法）进行求解

3、感受合成法与分解法的区别

物体如果受更多的力呢？用什么方法解决呢？ 例2：如图所示，一个质量为m的物体，在一与水平方向成θ角斜向上的力F作用下沿水平面匀速运动，求水平面对物体的弹力和摩擦力。

总结：物体受三个以上力作用时，最好利用正交分解法 解决平衡问题的一般步骤

1.共点力平衡的条件为物体受合力为0 2.求解共点力作用下平衡问题的步骤（1）确定研究对象

（2）对研究对象进行受力分析，并画受力图；

（3）据物体的受力和已知条件，选用力的合成、分解、正交分解法，确定解题方法；

（4）解方程，进行讨论和计算 课后练习

如图所示：重为G＝10N的小球在竖直挡板作用下静止在倾角为=30的光滑斜面上，已知

o

F 挡板也是光滑的，求：

（1）挡板对小球弹力的大小；

（2）斜面对小球弹力的大小。课堂小结及作业布置

共点力平衡知识点 篇2

对于三力平衡,一般根据任意两个力的合力与第三个力等大反向关系,或将一个力分解到另外两力的反方向上,得到的这两个分力与另外两个力等大、反向.

例1如图1所示,小钢球在纸面内来回振动,当绳OA和OB拉力相等时,摆线与竖直方向的夹角α为()

(A)15°(B)45°(C)60°(D)30°

解析:对O点进行受力分析,O点受到OA绳和OB绳的拉力FA和FB及钢球通过绳子对O点的拉力F三个力的作用,在这三个力的作用下O点处于平衡状态,由“等值、反向”原理得,FA和FB的合力F合与F是等值反向的,由平行四边形定则,作出FA和FB的合力F合,如图2所示,由图可知α=15°,故答案是(A).

二、解多个共点力作用下物体平衡问题:正交分解法

研究对象受到三个或三个以上力的共同作用时,常用正交分解法列平衡方程求解:Fx合,Fy合=0.与此同时为方便计算,建立坐标系时应保持尽可能多的力落在坐标轴上为正交分解的原则.即对x、y方向选择时,要尽可能使分力落在x、y轴上.值得注意的是被分解的力尽可能是已知力,不宜分解待求力.

例2在机械设计中亦常用到下面的力学原理,如图3所示,只要使连杆AB与滑块m所在平面间的夹角θ大于某个特定角度,则无论连杆AB对滑块施加多大的作用力,都不可能使之滑动,且连杆AB对滑块施加的作用力越大,滑块就越稳定.为使滑块能稳定,θ应满足什么条件?(设滑块与所在平面间的动摩擦因数为μ)

解析:滑块m的受力分析如图4所示,将力F分别在水平和竖直两个方向分解,则在水平方向上Fcosθ=Ff≤μFN.在竖直方向上FN=mg+Fsinθ.由以上两式得Fcosθ≤mg+μFsinθ.因为力F可以很大,所以上式可以写成Fcosθ≤μFsinθ.故θ应满足的条件为θ≥arccosμ.

点评:利用正交分解法分析求解,当受力较多时,利用合成法需要几次合成才能得出结论,分析起来较繁琐.最常见的多力平衡问题就是直接建立正交坐标系,在分析物体受力后,利用正交分析法进行求解.

三、相似三角形法

通过力的三角形与几何三角形相似,利用对应边成比例列出关系式求未知力.

例3如图5(a)所示,质量为m的物体用一轻绳挂在水平轻杆BC的C端,B端用铰链连接,C点由轻绳AC系住,已知AC、BC夹角为θ,则轻绳AC上的张力和轻杆BC上的压力大小分别为多少?

参考文献

[1]李志明.中学物理教学参考,2012(3):44.

共点力平衡知识点 篇3

一、解析法

【原理】：根据受力分析作出力的图示，利用数学中的三角函数关系解直角三角形，最终根据三角函数的单调性解决问题，寻找出各力的变化情况。

【特点】：适用于三力或者多力作用下的动态平衡问题。

二、矢量三角形法

【原理】：力的矢量三角形定则是从平行四边形定则中演绎出来的新的数学方法，解决共点力问题有很好的作用，特别是动态平衡问题、力的合成与分解中的多解分析，这样的方法非常严密。

【特点】：适用于所受的三个力中，一个力大小、方向不变；一个力方向不变，大小不确定；另一个力的方向发生变化，大小不确定的情况。

【例2】.如图2甲所示，在竖直平面内的直角坐标系中，一个质量为m的质点在外力F的作用下，从坐标原点O由静止沿直线ON斜向下运动，直线ON与y轴负方向成θ角（θ<π/4）。则F大小至少为？摇？摇 ？摇？摇；若F=mgtanθ，则质点机械能大小的变化情况是___________。

【解析】：如图2乙所示，质点受到的力有重力mg和外力F，合力的方向沿着ON方向，将重力、外力、合力归结到一个三角形中，该质点受到重力和外力F从静止开始做直线运动，说明质点做匀加速直线运动。如图2乙中显示当F力的方向为a方向（垂直于ON）时，F力最小为mgsinθ；若F=mgtanθ，即F力可能为b方向或c方向，故F力的方向可能与运动方向相同，也可能与运动方向相反，除重力外的F力对质点做正功，也可能做负功，故质点机械能增加、减少都有可能。两空分别填：mgsinθ，增大、减小都有可能。

三、相似三角形法

【原理】：相似三角形法通常寻找的是一个力的矢量三角形与一个几何三角形相似。利用相似三角形对应边的比例关系求解力的大小。

【特点】：适用于物体所受的三个力中，一个力大小、方向不变，其他两个力的方向均发生变化，且三个力中没有两力保持垂直关系，可以找到力构成的矢量三角形与边构成的几何三角形相似。（特别是当几何三角形的边长已知时）

以上列举了几个解决共点力动态平衡问题的典型例题，其中都用到了数学方法。数学作为工具学科，其思想、方法和知识始终渗透、贯穿于整个物理学习和研究过程中，为物理概念、定律的表述提供简洁、精确的数学语言，在物理学习中用好数学方法为学生进行抽象思维和逻辑推理提供有效保障，为物理学中的数量分析和计算提供有力工具。高考物理试题的解答离不开数学知识和方法的应用，借助物理知识考查数学能力是高考命题的永恒主题。

参考文献：

[1]人民教育出版社物理教材必修一.