第第四四章章第第1 1節(jié)節(jié)理解理解教材新知教材新知把握把握熱點考向熱點考向知識點一知識點一知識點二知識點二考向一考向一考向二考向二 應用應用創(chuàng)新演練創(chuàng)新演練隨堂基礎鞏固隨堂基礎鞏固課時跟蹤訓練課時跟蹤訓練1物體在共點力作用下保持靜止或做物體在共點力作用下保持靜止或做 勻速直線運動的狀態(tài)稱為平衡狀態(tài)。勻速直線運動的狀態(tài)稱為平衡狀態(tài)。2在共點力作用下物體的平衡條件是在共點力作用下物體的平衡條件是 共點力的合力為零。共點力的合力為零。3作用在物體上的幾個力的合力為零，作用在物體上的幾個力的合力為零， 這種情形叫力的平衡。這種情形叫力的平衡。共點力作用下物體的平衡狀態(tài)共點力作用下物體的平衡狀態(tài)自學教材自學教材 1平衡狀態(tài)平衡狀態(tài) 物體在共點力的作用下，保持物體在共點力的作用下，保持 或做或做 運運動的狀態(tài)。動的狀態(tài)。 2平衡狀態(tài)與運動狀態(tài)的關系平衡狀態(tài)與運動狀態(tài)的關系 物體處于平衡狀態(tài)時，加速度一定為零，速度不一定物體處于平衡狀態(tài)時，加速度一定為零，速度不一定為零。為零。 靜止靜止勻速直線勻速直線重點詮釋重點詮釋 1從運動學的角度理解從運動學的角度理解 處于平衡狀態(tài)的物體處于靜止或勻速直線運動狀態(tài)，處于平衡狀態(tài)的物體處于靜止或勻速直線運動狀態(tài)，此種狀態(tài)其加速度為零。即處于平衡狀態(tài)的物體加速度為此種狀態(tài)其加速度為零。即處于平衡狀態(tài)的物體加速度為零，反過來加速度為零的物體一定處于平衡狀態(tài)。零，反過來加速度為零的物體一定處于平衡狀態(tài)。 2從力學的角度理解從力學的角度理解 處于平衡狀態(tài)的物體所受的合外力為零，反過來物體處于平衡狀態(tài)的物體所受的合外力為零，反過來物體受到的合外力為零，它一定處于平衡狀態(tài)。受到的合外力為零，它一定處于平衡狀態(tài)。 3靜態(tài)平衡與動態(tài)平衡靜態(tài)平衡與動態(tài)平衡 (1)靜態(tài)平衡是處于靜止狀態(tài)的平衡，合力為零。靜態(tài)平衡是處于靜止狀態(tài)的平衡，合力為零。 (2)動態(tài)平衡是勻速直線運動狀態(tài)的平衡，合力為零。動態(tài)平衡是勻速直線運動狀態(tài)的平衡，合力為零。 4平衡狀態(tài)與力的平衡平衡狀態(tài)與力的平衡 平衡狀態(tài)指物體的勻速直線運動或靜止狀態(tài)。力的平平衡狀態(tài)指物體的勻速直線運動或靜止狀態(tài)。力的平衡是作用在同一處于平衡狀態(tài)的物體上的幾個力所滿足的衡是作用在同一處于平衡狀態(tài)的物體上的幾個力所滿足的一種關系。力的平衡是物體平衡的條件，物體處于平衡狀一種關系。力的平衡是物體平衡的條件，物體處于平衡狀態(tài)是力的平衡的結果。態(tài)是力的平衡的結果。1下列物體中處于平衡狀態(tài)的是下列物體中處于平衡狀態(tài)的是 ()AF1賽道上汽車剛啟動的一瞬間賽道上汽車剛啟動的一瞬間B物體做自由落體運動剛開始下落的一瞬間物體做自由落體運動剛開始下落的一瞬間C第第11屆全運會上運動員撐桿跳到最高點的一瞬間屆全運會上運動員撐桿跳到最高點的一瞬間D停在斜面上的汽車停在斜面上的汽車解析：解析：A、B、C中物體的瞬時速度為零但加速度不是中物體的瞬時速度為零但加速度不是零，不是平衡狀態(tài)，零，不是平衡狀態(tài)，D項中物體靜止處于平衡狀態(tài)，故項中物體靜止處于平衡狀態(tài)，故選選D。答案：答案：D共點力作用下物體的平衡條件共點力作用下物體的平衡條件自學教材自學教材 1平衡條件平衡條件 要使物體保持平衡狀態(tài)，作用在物體上的力必要使物體保持平衡狀態(tài)，作用在物體上的力必須滿足的條件。須滿足的條件。 2共點力平衡條件的實驗探究共點力平衡條件的實驗探究 (1)實驗探究：實驗探究： 如圖如圖411甲所示，將三個彈簧測力計放在一個平甲所示，將三個彈簧測力計放在一個平面內，并將三個彈簧測力計的掛鉤掛在同一物體上。先面內，并將三個彈簧測力計的掛鉤掛在同一物體上。先將其中的兩個成某一角度將其中的兩個成某一角度固定起來，然后用手拉第三個固定起來，然后用手拉第三個彈簧測力計。平衡時分別記下三個彈簧測力計的示數(shù)及彈簧測力計。平衡時分別記下三個彈簧測力計的示數(shù)及作用力的方向，并按各力的大小、方向作出力的圖示，作用力的方向，并按各力的大小、方向作出力的圖示，根據(jù)力的平行四邊形定則，看看這三個力有什么關系。根據(jù)力的平行四邊形定則，看看這三個力有什么關系。(注意注意不宜過大或過小不宜過大或過小)圖圖411 由圖由圖411乙可以看出，其中兩個力的合力與第乙可以看出，其中兩個力的合力與第三個力大小相等、方向相反。三個力大小相等、方向相反。 (2)實驗結論：實驗結論： 物體在三個共點力作用下的平衡條件：任意兩個力物體在三個共點力作用下的平衡條件：任意兩個力的合力與第三個力大小的合力與第三個力大小 、方向、方向 ，且在同一，且在同一條直線上。條直線上。(即這三個共點力的合力為零即這三個共點力的合力為零)相等相等相反相反0004力的平衡力的平衡作用在物體上的幾個力的合力為作用在物體上的幾個力的合力為 。零零重點詮釋重點詮釋 1平衡條件的幾個推論平衡條件的幾個推論 (1)二力平衡條件：兩個共點力大小相等、方向相反。二力平衡條件：兩個共點力大小相等、方向相反。 (2)三個力平衡條件：三個共點力平衡時，其中任意兩三個力平衡條件：三個共點力平衡時，其中任意兩個力的合力一定與第三個力大小相等、方向相反，而且在個力的合力一定與第三個力大小相等、方向相反，而且在同一條直線上。同一條直線上。 (3)物體在物體在n個共點力同時作用下處于平衡狀態(tài)時，這個共點力同時作用下處于平衡狀態(tài)時，這些力在任何一個方向上的合力均為零。其中任意些力在任何一個方向上的合力均為零。其中任意(n1)個個力的合力必定與第力的合力必定與第n個力等值反向，作用在同一直線上。個力等值反向，作用在同一直線上。 (4)物體在多個共點力作用下處于平衡狀態(tài)時，各力物體在多個共點力作用下處于平衡狀態(tài)時，各力首尾相接必構成一個封閉的多邊形。首尾相接必構成一個封閉的多邊形。 2應用平衡條件解題的步驟應用平衡條件解題的步驟 (1)明確研究對象明確研究對象(物體、質點或繩的結點等物體、質點或繩的結點等)。 (2)對研究對象進行受力分析。對研究對象進行受力分析。 (3)建立合適的坐標系，應用共點力的平衡條件，建立合適的坐標系，應用共點力的平衡條件，選擇恰當?shù)姆椒谐銎胶夥匠獭＿x擇恰當?shù)姆椒谐銎胶夥匠獭?(4)求解方程，并討論結果。求解方程，并討論結果。2下面關于共點力的平衡與平衡條件的說法正確的是下面關于共點力的平衡與平衡條件的說法正確的是 ()A如果物體的運動速度為零，則必處于平衡狀態(tài)如果物體的運動速度為零，則必處于平衡狀態(tài)B如果物體的運動速度大小不變，則必處于平衡狀態(tài)如果物體的運動速度大小不變，則必處于平衡狀態(tài)C如果物體處于平衡狀態(tài)，則物體沿任意方向的合力如果物體處于平衡狀態(tài)，則物體沿任意方向的合力 都必為零都必為零D如果物體受到三個共點力的作用而處于平衡狀態(tài)，如果物體受到三個共點力的作用而處于平衡狀態(tài)， 則任意兩個力的合力與第三個力大小相等、方向相反則任意兩個力的合力與第三個力大小相等、方向相反解析：解析：物體速度為零時不一定處于平衡狀態(tài)，如豎直上拋的物體速度為零時不一定處于平衡狀態(tài)，如豎直上拋的物體到達最高點時速度為零，此時物體由于自身重力而使得物體到達最高點時速度為零，此時物體由于自身重力而使得所受合力不為零，故所受合力不為零，故A錯；物體速度大小不變，但方向可能錯；物體速度大小不變，但方向可能改變，即物體不一定做勻速直線運動，故物體不一定處于平改變，即物體不一定做勻速直線運動，故物體不一定處于平衡狀態(tài)，所以衡狀態(tài)，所以B錯。物體處于平衡狀態(tài)時，滿足錯。物體處于平衡狀態(tài)時，滿足F合合0的條的條件，又因件，又因F合合 ，要，要F合合0，必須要，必須要Fx、Fy同時同時為零，故物體沿任意方向的合力都必為零，為零，故物體沿任意方向的合力都必為零，C正確。如果物正確。如果物體受到三個共點力的作用而處于平衡狀態(tài)，要滿足體受到三個共點力的作用而處于平衡狀態(tài)，要滿足F合合0的的條件，則任意兩個力的合力必與第三個力大小相等、方向相條件，則任意兩個力的合力必與第三個力大小相等、方向相反，所以選項反，所以選項D對。對。答案：答案：CD對平衡狀態(tài)的理解對平衡狀態(tài)的理解 例例1物體在共點力作用下，下列說法中正確的是物體在共點力作用下，下列說法中正確的是 () A物體的速度在某一時刻等于零時，物體一定處物體的速度在某一時刻等于零時，物體一定處于平衡狀態(tài)于平衡狀態(tài) B物體相對于另一物體保持靜止時，物體一定處物體相對于另一物體保持靜止時，物體一定處于平衡狀態(tài)于平衡狀態(tài) C物體所受合力為零時，物體一定處于平衡狀態(tài)物體所受合力為零時，物體一定處于平衡狀態(tài) D物體做勻加速運動時，物體一定處于平衡狀態(tài)物體做勻加速運動時，物體一定處于平衡狀態(tài)思路點撥思路點撥解答本題時應注意以下兩點：解答本題時應注意以下兩點：(1)平衡狀態(tài)的運動學特征。平衡狀態(tài)的運動學特征。(2)平衡狀態(tài)與受力的關系。平衡狀態(tài)與受力的關系。解析解析物體在某時刻的速度為零，所受合力不一定為物體在某時刻的速度為零，所受合力不一定為零，故不一定處于平衡狀態(tài)，零，故不一定處于平衡狀態(tài)，A錯誤；物體相對于另一錯誤；物體相對于另一物體靜止，則說明該物體與另一物體具有相同的速度和物體靜止，則說明該物體與另一物體具有相同的速度和加速度，也不一定處于平衡狀態(tài)，加速度，也不一定處于平衡狀態(tài)，B錯誤；物體做勻加錯誤；物體做勻加速運動時，加速度不為零，一定不是平衡狀態(tài)，速運動時，加速度不為零，一定不是平衡狀態(tài)，D錯誤；錯誤；只有只有C滿足平衡條件，滿足平衡條件，C正確。正確。答案答案C借題發(fā)揮借題發(fā)揮 (1)共點力作用下，物體處于平衡狀態(tài)的運動學特征共點力作用下，物體處于平衡狀態(tài)的運動學特征是是a0。動力學特征是：合外力為零。動力學特征是：合外力為零。 (2)靜止和速度為零不是一回事，物體保持靜止狀態(tài)靜止和速度為零不是一回事，物體保持靜止狀態(tài)說明說明v0、a0同時成立，若有同時成立，若有v0，a0，如自由下落，如自由下落開始時刻的物體，它此時的速度開始時刻的物體，它此時的速度v0，但不能保持靜止，但不能保持靜止狀態(tài)。狀態(tài)。下列物體中處于平衡狀態(tài)的是下列物體中處于平衡狀態(tài)的是 ()A靜止在粗糙平面上的物體靜止在粗糙平面上的物體B沿光滑斜面自由下滑的物體沿光滑斜面自由下滑的物體C在不光滑的水平面上勻速運動的木塊在不光滑的水平面上勻速運動的木塊D“神舟神舟”七號的返回艙打開降落傘后減速下降七號的返回艙打開降落傘后減速下降解析：解析：A、C項中物體靜止或勻速運動是平衡狀態(tài)，項中物體靜止或勻速運動是平衡狀態(tài)，B、D項中物體具有加速度，不是平衡狀態(tài)，故選項中物體具有加速度，不是平衡狀態(tài)，故選A、C。答案：答案：AC平衡條件的應用平衡條件的應用圖圖412 例例2如圖如圖412所示，物體質量為所示，物體質量為m，靠在粗糙的豎直墻上，物體與墻之間的，靠在粗糙的豎直墻上，物體與墻之間的動摩擦因數(shù)為動摩擦因數(shù)為，若要使物體沿墻向上勻速，若要使物體沿墻向上勻速運動，試求外力運動，試求外力F的大小。的大小。思路點撥思路點撥解答本題時可按以下思路分析：解答本題時可按以下思路分析：借題發(fā)揮借題發(fā)揮 求解共點力平衡問題的關鍵是對研究對象受力分析求解共點力平衡問題的關鍵是對研究對象受力分析并畫出受力圖，然后應用共點力平衡條件列方程求解。并畫出受力圖，然后應用共點力平衡條件列方程求解。若例題中物體向下勻速運動，試求若例題中物體向下勻速運動，試求F的大小。的大小。