2018高中物理 牛頓定律應(yīng)用專題 7 應(yīng)用矢量的合成與分解法則解決共點(diǎn)力平衡問題學(xué)案 新人教版必修1

應(yīng)用矢量的合成與分解法則解決共點(diǎn)力平衡問題一、 考點(diǎn)突破知識點(diǎn)考綱要求題型分值牛頓運(yùn)動定律的應(yīng)用會求解共點(diǎn)力的平衡問題選擇題、解答題46分二、重難點(diǎn)提示多力平衡時問題如何簡化處理。一、共點(diǎn)力作用下物體的平衡（1）平衡狀態(tài)物體處于靜止或勻速直線運(yùn)動的狀態(tài)。（2）共點(diǎn)力的平衡條件：F合0或者二、共點(diǎn)力平衡的幾條重要推論（1）二力平衡：如果物體在兩個共點(diǎn)力的作用下處于平衡狀態(tài)，這兩個力必定大小相等，方向相反；（2）三力平衡：如果物體在三個共點(diǎn)力的作用下處于平衡狀態(tài)，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；（3）多力平衡：如果物體受多個力作用處于平衡狀態(tài)，其中任何一個力與其余力的合力大小相等，方向相反。例題1 如圖所示，在傾角為的斜面上，放一質(zhì)量為m的小球，小球被豎直的木板擋住，不計摩擦，則球?qū)醢宓膲毫κ牵ǎ〢. mgcos B. mgtan C. D. mg思路分析：解法一（力的合成法）如圖所示，小球處于平衡狀態(tài)，合力為零，與的合力一定與mg平衡，即等大反向，解三角形可得：mgtan ，所以，球?qū)醢宓膲毫gtan ，所以B正確。解法二（三角形法則）如圖所示，小球處于平衡狀態(tài)，合力為零，所受三個力經(jīng)平移首尾順次相接，一定能構(gòu)成封閉三角形，根據(jù)三個矢量的位置關(guān)系可解得：mgtan ，故球?qū)醢宓膲毫gtan 。所以B正確。答案：B例題2 如圖所示，一直桿傾斜固定，并與水平方向成30°的夾角；直桿上套有一個質(zhì)量為0.5 kg的圓環(huán)，圓環(huán)與輕彈簧相連，在輕彈簧上端施加一豎直向上、大小F10 N的力，圓環(huán)處于靜止?fàn)顟B(tài)，已知直桿與圓環(huán)之間的動摩擦因數(shù)為0.7，g10 m/s2，下列說法正確的是（）A. 圓環(huán)受到直桿的彈力，方向垂直直桿向上B. 圓環(huán)受到直桿的彈力大小等于2.5 NC. 圓環(huán)受到直桿的摩擦力，方向沿直桿向上D. 圓環(huán)受到直桿的摩擦力大小等于2.5 N思路分析：對小環(huán)受力分析如圖所示由于F10 N>mg5 N，所以桿對環(huán)的彈力FN垂直桿向下，桿對環(huán)還有沿桿向下的靜摩擦力Ff，則FN與Ff的合力應(yīng)豎直向下，大小為F合Fmg5 N，所以FNF合cos 30°N，F(xiàn)fF合sin 30°2.5 N。綜上可知選項D正確。答案：D【方法提煉】多力平衡問題物體在四個或四個以上的力作用下的平衡問題叫多力平衡問題處理多力平衡問題的思路有以下兩種：化多力為三力 求桿對地面的壓力如果將某些力先合成，考慮其合力與剩余力之間的關(guān)系，即可將多力問題轉(zhuǎn)化為三力問題，用我們前面討論的方法加以分析和研究。利用正交分解法分析求解現(xiàn)有一個水平力F作用在A上，物體A恰能沿斜面勻速向上運(yùn)動。利用合成法需要幾次合成才能得出結(jié)論，分析起來較繁瑣。最常見的多力平衡問題就是直接建立正交坐標(biāo)系，在分析物體受力后，利用正交分析法求解。4