2025年上海暑期初升高(新高一)衔接自学课讲义知识点19 共点力的平衡 .docxVIP

衔接点019共点力的平衡

初中阶段

高中阶段

掌握二力平衡的条件及应用。

1．知道共点力的平衡条件,并会分析生产生活中的相关问题。

2．能运用数学中的三角函数,几何关系等对力与平衡问题进行分析和推理。

3．能从不同的角度解决力与平衡问题。

初中物理

高中物理

异同点

二力平衡

平衡

初中物理主要讲的是二力平衡问题,且力的方向一般是在同一直线上,但高中物理更多的是对多力作用下的物体平衡问题,力的方向也不会都在同一直线上,所用的的方法也更多比如合成法,分解法,正交分解法,三角形法等,同时平衡问题也是高考的一个高频考点和热点。

平衡态和平衡条件：

1．物体受到几个力作用时,如果保持静止状态或匀速直线运动状态,我们就说这几个力平衡或物体处于平衡状态,二力平衡最是简单的平衡状态。

2．物体在非平衡力作用下运动状态将改变。

3．二力平衡条件：作用在一个物体上的两个力,如果大小相等,方向相反,并且作用在同一条直线上,这两个力就彼此平衡。

知识点一,共点力平衡的条件

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同一点或者它们的作用线交于同一点,这几个力叫共点力。能简化成质点的物体受到的力可视为共点力。

2．平衡状态

（1）平衡状态：物体保持静止或匀速运动状态（或有固定转轴的物体匀速转动）。

注意：这里的静止需要二个条件,一是物体受到的合外力为零,二是物体的速度为零。仅速度为零时物体不一定处于静止状态,如物体做竖直上抛运动达到最高点时刻,物体速度为零,但物体不是处于静止状态,因为物体受到的合外力不为零。

（2）特征：F合=0（或者Fx=0,Fy=0）,a=0（而不是v=0）。

（3）共点力平衡：如果物体受到共点力的作用,且处于平衡状态,就叫做共点力的平衡。

共点力的平衡条件：为使物体保持平衡状态,作用在物体上的力必须满足的条件。

（4）两种平衡状态：=1\*GB3①静态平衡v=0,a=0,静止与速度v＝0不是一回事。物体保持静止状态,说明v＝0,a＝0,两者同时成立。若仅是v＝0,a≠0,如自由下落开始时刻的物体,并非处于平衡状态。

②动态平衡v≠0,a=0。瞬时速度为0时,不一定处于平衡状态,如竖直上抛最高点。只有能保持静止状态而加速度也为零才能认为平衡状态。物理学中的“缓慢移动”一般可理解为动态平衡。

3．共点力作用下物体的平衡条件

（1）物体所受合外力为零,即F=F1+F2+…+Fn=0,或ΣF=0。其正交分解式为Fx=0,Fy=0。

如图甲和乙所示,小球静止不动,物块匀速运动,则小球F＝0,物块Fx＝0,Fy＝0。

（2）平衡条件的推论——某力与余下其它力的合力平衡（即等值,反向）。

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,其中任何一个力与另外两个力的合力大小相等,方向相反,并且将表示这三个力的有向线段依次首尾相连,则会构成一个矢量三角形,表示合力为0。

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,其中任何一个力与另外几个力的合力大小相等,方向相反。

知识点二,共点力平衡条件的应用

1．平衡条件的运用方法：解决共点力作用下物体的平衡问题,实际上就是如何表达“合力为零”,使之具体化的问题。根据物体平衡时,受共点力多少的不同,可分为以下三种表达方式。

（1）物体受两个共点力作用而平衡,这两个力必等大反向且在同一直线上。选F1方向为正,则合力为零可表示为F1―F2=0。（要注意与一对作用力与反作用力的区别）

（2）若三力平衡——处理三个力平衡问题的基本思路：对受三力作用而平衡的物体,将力的矢量图平移,使三力组成一个首尾依次相接的矢量三角形,或利用合成的方法把两个未知的力进行合成,得到的合力一定与已知的第三个力（一般是重力）大小相等,方向相反。这样可以先把合力（与重力平衡的力）画好,然后利用平行四边形定则补齐得到两个分力。根据三角形有关知识,如相似三角形,勾股定理,三角函数等数学知识求解未知力。

①其中任何一个力必定与其它两力的合力等值反向（即是相互平衡）.

②三个力的作用线（或反向延长线）必交于一点,且三力共面,称三力共面性。

③三个力平移后构成一个首尾相接,封闭的矢量三角形。

（3）当物体受三个以上共点力平衡时,多数情况下采用正交分解法。即将各力分解到x轴和y轴上,运用两坐标轴上合力等于零的条件,Fx=0,Fy=0。坐标系的建立应以少分解力,即让较多的力在坐标轴上为原则。

2．推论

（1）当物体处于平衡状态时,沿任意方向物体所受的合力均为零。

（2）推论：①三力汇交原理：非平行的三个力作用于物体而平衡,则这三个力一定共点。

②几个共点力作用于物体而平衡,其中任意几个力的合力与剩余几个力（一个力）的