1、第第3 3讲共点力的平衡讲共点力的平衡 必修一必修一第二章第二章相互作用相互作用 1.共点力的平衡共点力的平衡 聚焦聚焦一个一个热点热点抓住抓住一个一个考点考点备选视频展台备选视频展台 1.共点力的平衡问题共点力的平衡问题 2.动态平衡问题的分析动态平衡问题的分析 3.平衡中的临界极值问题平衡中的临界极值问题 突破突破三个三个考向考向 随堂随堂基础演练基础演练第第3讲讲共点力的平衡共点力的平衡显示显示/隐藏隐藏命题热点命题热点3对共点力的平衡的考查对共点力的平衡的考查 01抓住一个考点抓住一个考点解析解析:因坐着和躺着时皆处于静止状态，故吊床对他的作用因坐着和躺着时皆处于静止状态，故吊床对他的
2、作用力等于重力，坐着和躺着时一定等大，则选项力等于重力，坐着和躺着时一定等大，则选项C正确正确答案答案C【思维驱动思维驱动】(2013杭州质检杭州质检)小张将吊床用绳子拴小张将吊床用绳子拴在两棵树上等高的位置，如图所示他先在两棵树上等高的位置，如图所示他先坐在吊床上，后躺在吊床上，两次均处于坐在吊床上，后躺在吊床上，两次均处于静止状态则静止状态则()A吊床对他的作用力，坐着时更大吊床对他的作用力，坐着时更大B吊床对他的作用力，躺着时更大吊床对他的作用力，躺着时更大C吊床对他的作用力，坐着与躺着时一定等大吊床对他的作用力，坐着与躺着时一定等大D吊床两端绳的张力，坐着与躺着时一定等大吊床两端绳的张
3、力，坐着与躺着时一定等大 考纲点击考纲点击 1.1.共点力的平衡共点力的平衡解析解析/显隐显隐 01抓住一个考点抓住一个考点【知识存盘知识存盘】1共点力的平衡共点力的平衡共点力共点力力的作用点在物体上的力的作用点在物体上的_或力的或力的_交交于一点的几个力叫做共点力于一点的几个力叫做共点力平衡平衡状态状态物体处于物体处于_状态或状态或_状态，叫状态，叫做平衡状态做平衡状态(该状态下物体的加速度为零该状态下物体的加速度为零)平衡平衡条件条件物体受到的物体受到的_为零，即为零，即F合合_或或同一点同一点延长线延长线静止静止匀速直线运动匀速直线运动合外力合外力0 01抓住一个考点抓住一个考点2.平衡
4、条件的推论平衡条件的推论(1)二力平衡二力平衡如果物体在两个共点力的作用下处于平衡状态，如果物体在两个共点力的作用下处于平衡状态，这两个力必定大小这两个力必定大小_，方向，方向_，为一对，为一对_.(2)三力平衡三力平衡如果物体在三个共点力的作用下处于平衡状如果物体在三个共点力的作用下处于平衡状态，其中任意两个力的态，其中任意两个力的 一定与第三个一定与第三个力大小力大小 、方向、方向 (3)多力平衡多力平衡如果物体受多个力作用处于平衡状态，其中任何一个力与其余如果物体受多个力作用处于平衡状态，其中任何一个力与其余力的力的 大小相等，方向大小相等，方向 相等相等相反相反平衡力平衡力合力合力相等
5、相等相反相反合力合力相反相反本栏内容本栏内容 结束结束思考：思考：物体的速度等于零时，物体物体的速度等于零时，物体一定处于平衡状态一定处于平衡状态 （）审题导析审题导析1.由题由题 中所给信息，先分析日光灯中所给信息，先分析日光灯受力情况，画出受力图示受力情况，画出受力图示.2.根据平衡条件，采用用正交分解根据平衡条件，采用用正交分解法解答问题法解答问题.02突破三个考向突破三个考向考向一考向一 共点力的平衡问题共点力的平衡问题 解析解析/显隐显隐F2F1mgxy4504501求解平衡问题的方法求解平衡问题的方法(1)力的合成与分解运用了等效的思想观点，满足平行四边形定力的合成与分解运用了等效
6、的思想观点，满足平行四边形定则利用力的合成与分解可解决三力平衡的问题则利用力的合成与分解可解决三力平衡的问题分解：将其中一个力沿另外两个力的反方向分解，将三力变四分解：将其中一个力沿另外两个力的反方向分解，将三力变四力构成两对平衡力；力构成两对平衡力；合成：将某两个力进行合成，三力变二力，组成一对平衡力合成：将某两个力进行合成，三力变二力，组成一对平衡力.(2)物体受多个物体受多个(三个以上三个以上)作用力平衡时，常用正交分解法作用力平衡时，常用正交分解法2共点力作用下物体平衡的一般解题思路共点力作用下物体平衡的一般解题思路 02突破三个考向突破三个考向【以题说法以题说法】02突破三个考向突破
7、三个考向解析解析/显隐显隐02突破三个考向突破三个考向“动态平衡动态平衡”是指物体所受的力一部分是变力，是动是指物体所受的力一部分是变力，是动态力，力的大小和方向均要发生变化，但变化过程中的每态力，力的大小和方向均要发生变化，但变化过程中的每一个定态均可视为平衡状态，所以叫动态平衡，这是力平一个定态均可视为平衡状态，所以叫动态平衡，这是力平衡问题中的一类难题解决这类问题的一般思路是：把衡问题中的一类难题解决这类问题的一般思路是：把“动动”化为化为“静静”，“静静”中求中求“动动”考向二考向二 动态平衡问题的分析动态平衡问题的分析 审题导析审题导析1.先分析小球初始时刻受力情况先分析小球初始时刻
8、受力情况.2.再分析木板缓慢转动过程中，再分析木板缓慢转动过程中，N1及及N2的大小及方向变化情况的大小及方向变化情况.02突破三个考向突破三个考向【典例典例2】(2012课标全国卷，课标全国卷，16)如图示，一小球放置在如图示，一小球放置在木板与竖直墙面之间设墙面对球的压力大小为木板与竖直墙面之间设墙面对球的压力大小为N1，球对，球对木板的压力大小为木板的压力大小为N2.以木板与墙连接点所形成的水平直以木板与墙连接点所形成的水平直线为轴，将木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置不线为轴，将木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置不计摩擦，在此过程中计摩擦，在此过程中()AN1始终减小，始终减小，N
9、2始终增大始终增大BN1始终减小，始终减小，N2始终减小始终减小CN1先增大后减小，先增大后减小，N2始终减小始终减小DN1先增大后减小，先增大后减小，N2先减小后增大先减小后增大 N2N1mgG解析解析法一法一：(图解法图解法)取小球为研究对象，小球受到重力取小球为研究对象，小球受到重力G、竖、竖直墙面对小球的压力直墙面对小球的压力N1和木板对小球的支持力和木板对小球的支持力N2(大小等于大小等于N2)三三个力作用，如图所示，个力作用，如图所示，N1和和N2的合力为的合力为G，GG，则，则G恒定不恒定不变，当木板向下转动时，变，当木板向下转动时，N1、N2变化如图所示，则变化如图所示，则N1
10、、N2都减都减小，即小，即N1、N2都减小，所以正确选项为都减小，所以正确选项为B.答案答案B法二法二：(解析法解析法)我来解答！我来解答！解析解析/显隐显隐02突破三个考向突破三个考向借题发挥借题发挥 解决动态平衡问题的常用方法解决动态平衡问题的常用方法1图解法图解法2解析法解析法解析解析圆环的受力情况如图示，由几何关系可知：圆环的受力情况如图示，由几何关系可知：60，a杆位置不变，缓慢移动杆位置不变，缓慢移动b杆，可见两杆的合力杆，可见两杆的合力不变，不变，Fa的方向不变，随着缓慢移动的方向不变，随着缓慢移动b杆，矢杆，矢量量Fb的箭头端在图中虚线上逆时针旋转，可见的箭头端在图中虚线上逆时
11、针旋转，可见Fb先减小后增大，先减小后增大，Fa一直减小所以应选一直减小所以应选D.答案答案D 02突破三个考向突破三个考向解析解析/显隐显隐1临界状态：临界状态：是从一种物理现象转变为另一种物理现象，或从是从一种物理现象转变为另一种物理现象，或从一个物理过程转入到另一个物理过程的转折状态临界状态也一个物理过程转入到另一个物理过程的转折状态临界状态也可理解为可理解为“恰好出现恰好出现”和和“恰好不出现恰好不出现”某种现象的状态某种现象的状态常见的临界状态有：常见的临界状态有：(1)两接触物体脱离与不脱离的临界条件是相互作用力为两接触物体脱离与不脱离的临界条件是相互作用力为0(主要主要体现为两物
12、体间的弹力为体现为两物体间的弹力为0)；(2)绳子断与不断的临界条件为作用力达到最大值；绳子断与不断的临界条件为作用力达到最大值；(3)存在摩擦力作用的两物体间发生相对滑动或相对静止的临界存在摩擦力作用的两物体间发生相对滑动或相对静止的临界条件为静摩擦力达到最大条件为静摩擦力达到最大2极值问题：极值问题：是指研究某一过程中某物理量变化时出现最大值是指研究某一过程中某物理量变化时出现最大值或最小值的问题或最小值的问题 02突破三个考向突破三个考向考向三考向三 平衡中的临界极值问题平衡中的临界极值问题 本栏内容本栏内容 结束结束02突破三个考向突破三个考向【典例典例3】如图所示，能承受最如图所示，
13、能承受最大拉力为大拉力为10 N的细线的细线OA与竖直方与竖直方向成向成45角，能承受最大拉力为角，能承受最大拉力为5 N的细线的细线OB水平，细线水平，细线OC能承能承受足够大的拉力，为使受足够大的拉力，为使OA、OB均不被拉断，均不被拉断，OC下端所悬挂物体下端所悬挂物体的最大重力是多少？的最大重力是多少？点击转点击转 解析解析审题导析审题导析1.分析当分析当OC下端所悬挂下端所悬挂物体重力不断增大时，细物体重力不断增大时，细线线OA、OB所承受的拉力所承受的拉力变化情况变化情况2.用适当的方法判断出哪用适当的方法判断出哪根细线先被拉断根细线先被拉断.3.由最先达到断裂的绳的由最先达到断裂
14、的绳的最大拉力结合共点力平衡最大拉力结合共点力平衡条件，可列式求出物体的条件，可列式求出物体的最大重力最大重力.F3F1F2本栏内容本栏内容 结束结束02突破三个考向突破三个考向点击回点击回 例题例题02突破三个考向突破三个考向临界极值问题的求解策略临界极值问题的求解策略1假设法假设法运用假设法解题的基本步骤：运用假设法解题的基本步骤：(1)明确研究对象；明确研究对象；(2)画受力图；画受力图；(3)假设可发生的临界现象；假设可发生的临界现象；(4)列出满足所发生的临界现象的平衡方程求解列出满足所发生的临界现象的平衡方程求解2图解法图解法即根据物体的平衡条件作出力的矢量三角形，然后由图进即根据
15、物体的平衡条件作出力的矢量三角形，然后由图进行动态分析，确定极值此法简便、直观行动态分析，确定极值此法简便、直观 02突破三个考向突破三个考向解析解析/显隐显隐本栏内容本栏内容 结束结束F3F2F1命题专家评述命题专家评述题型：题型：以选择题为主以选择题为主能力：能力：理解能力、推理能力，利用数学知识解决物理问题理解能力、推理能力，利用数学知识解决物理问题的能力的能力 命题趋势：命题趋势：共点力作用下物体的平衡是高考的常考热点，共点力作用下物体的平衡是高考的常考热点，2014年仍以平衡状态为主要背景，考查一般运用整年仍以平衡状态为主要背景，考查一般运用整体法、隔离法、图解法、正交分解法等对物体
16、体法、隔离法、图解法、正交分解法等对物体(或系或系统统)的受力分析，对物体的受力进行合成和分解的计的受力分析，对物体的受力进行合成和分解的计算算03聚焦一个热点聚焦一个热点命题热点命题热点 3 共点力的平衡共点力的平衡 阅卷教师揭秘阅卷教师揭秘错因检索：错因检索：1.不能正确运用整体法或隔离法灵活选取研究对象不能正确运用整体法或隔离法灵活选取研究对象 2.受力分析时出现漏力受力分析时出现漏力 3.分不清物体处于动态平衡时的恒力和变力分不清物体处于动态平衡时的恒力和变力 4.混淆混淆“死结死结”和和“活结活结”应对策略：应对策略：研究对象的选取研究对象的选取03聚焦一个热点聚焦一个热点选取选取“
17、整体法整体法”分析、求解时，分析、求解时，整体整体(或系统或系统)所处的状态相所处的状态相同，即具有相同，即具有相同的加速度同的加速度 需要分析、求解整需要分析、求解整体体(或系统或系统)的受力的受力情况时情况时整体法整体法需要求整体内部各需要求整体内部各部分之间的相互作部分之间的相互作用力时用力时隔离法隔离法 两种方法不是两种方法不是相互对立的，相互对立的，随着研究对象随着研究对象的转化，往往的转化，往往两种方法交叉两种方法交叉运用运用.03聚焦一个热点聚焦一个热点(2012山东卷，山东卷，17)如图所示，两相同轻质硬杆如图所示，两相同轻质硬杆OO1、OO2可绕可绕其两端垂直纸面的水平轴其两
18、端垂直纸面的水平轴O、O1、O2转动，在转动，在O点悬挂一重物点悬挂一重物M，将两相同木块，将两相同木块m紧压在竖直挡板上，此时整个系统保持静紧压在竖直挡板上，此时整个系统保持静止止Ff表示木块与挡板间摩擦力的大小，表示木块与挡板间摩擦力的大小，FN表示木块与挡板间表示木块与挡板间正压力的大小若挡板间的距离稍许增大后，系统仍静止且正压力的大小若挡板间的距离稍许增大后，系统仍静止且O1、O2始终等高，则始终等高，则()AFf变小变小 BFf不变不变 CFN变小变小 DFN变大变大 审题导析审题导析1.先选重物先选重物M及两个木块及两个木块m组成的系统为研组成的系统为研究对象，分析其受力情况，得出
19、结论究对象，分析其受力情况，得出结论.2.再隔离分析再隔离分析m的受力情况，重点注意杆对的受力情况，重点注意杆对木块作用力方向的变化木块作用力方向的变化.(1)板距增大前板距增大前m受力如图受力如图.(2)板距增大后板距增大后m受力如图受力如图.(M+2m)g2FfFNFNFfmgFNF1F1FN点击转至点击转至 解析解析高考佐证高考佐证 03聚焦一个热点聚焦一个热点点击返回点击返回 例题例题解析解析以以B球为研究对象，球为研究对象，B球受到竖直向下的重力和竖直向上球受到竖直向下的重力和竖直向上的拉力作用，处于静止状态，的拉力作用，处于静止状态，A与与B间的细线不受张力作用再间的细线不受张力作
20、用再以以A球为研究对象进行受力分析，球为研究对象进行受力分析，A球可能受到两个力的作用，球可能受到两个力的作用，此时力此时力F的方向可能竖直向上，的方向可能竖直向上，B项正确；根据三力平衡的特点项正确；根据三力平衡的特点可知，力可知，力F的方向沿水平向右或沿的方向沿水平向右或沿BA方向均能使方向均能使A球处于静止球处于静止状态，状态，A、D项正确项正确答案答案ABD 03聚焦一个热点聚焦一个热点【预测预测1】用两根细线把用两根细线把A、B两小球悬挂在水平天花板上的同两小球悬挂在水平天花板上的同一点一点O，并用细线连接，并用细线连接A、B两小球，然后用力两小球，然后用力F作用在小球作用在小球A上，上，如图所示，此时三根细线均处于直线状态，且如图所示，此时三根细线均处于直线状态，且OB细线恰好处于细线恰好处于竖直方向，两小球均处于静止状态不考虑小球的大小，则力竖直方向，两小球均处于静止状态不考虑小球的大小，则力F的可能方向为的可能方向为()A水平向右水平向右B竖直向上竖直向上C沿沿O A方向方向D沿沿BA方向方向 解析解析/显隐显隐本栏内容本栏内容 结束结束03聚焦一个热点聚焦一个热点解析解析/显隐显隐完成创新设计完成创新设计 05活页规范训练活页规范训练本讲内容结束
