物体的平衡

主编:黄冈中学物理集体备课组

一、平衡状态:

一个物体在共点力的作用下,保持静止或者匀速直线运动状态,就说物体处于平衡状态.

平衡状态:静止或者匀速直线运动状态(a=0)

注意:A.物体速度v=0并不一定处于静止平衡状态

B.说“物体缓缓运动”,即认为物体处于动态平衡状态

二、共点力作用下物体的平衡条件:物体所受合力为零(F=0)

对平衡条件的理解:

①若物体受二力平衡,这两个力一定大小相等,方向相反,作用在同一直线上.

②若物体受三力处于平衡状态:其中任意两个力的合力与第三个力等大反向

 N、f由平行四边形定则知合力大小等于G

 N、G的合力与f等大反向

 f、G的合力与N等大反向

③所受外力在任何方向上分量和为零.

 正交分解:

 (正交分解法沿正向的力和沿负向的力大小相等、方向相反)

④若物体在三个共点力作用下平衡,三力的矢量构成首尾相接的封闭矢量三角形.

 三力的矢量不能在任意一直线的同一侧,否则F0.

⑤若物体受n个共点力作用下处于平衡状态,组成首尾相接的封闭多边形,其中任一个力等于其余(n-1)个力的合力.

三、求解平衡问题常用方法:

1、确定研究对象(可以是单个物体,也可以是n个物体作为整体).

2、受力分析:

  注意:将所确定的研究对象隔离出来进行受力分析,画出力的示意图,在分析受力时,不要“漏力”或“添力”.对研究对象受力分析时只分析别的物体对其施加的力,不分析研究对象对其它物体所施加的力,并且对研究对象进行受力分析时,先分析重力,再弹力,然后摩擦力.

3、由平衡条件写出各力大小满足的方程.

4、解方程讨论结果:

①若物体在三力作用下处于平衡状态:

(Ⅰ)直角三角形边角关系.

(Ⅱ)相似三角形边角关系.

(Ⅲ)正弦或余弦定理.

a.正弦定理:

b.余弦定理:

(Ⅳ)动态矢量三角形求动态平衡问题.

①对与弹簧相连接物体平衡:注意弹簧可能产生伸长或压缩形变.

②对于多个互连物体的平衡:整体法与隔离法相结合.

③对物体在四个或四个以上力作用下平衡:正交分解法.

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