共點力平衡是靜力學(xué)的最后一節(jié),也是最重要,難度最高的一節(jié)。涉及到了多個考察場景,是后續(xù)學(xué)習(xí)牛頓第二定理的基礎(chǔ)。
因為共點力平衡綜合了后面所有的熱學(xué)知識,導(dǎo)致它的難度較高,其中共點力靜態(tài)平衡和動態(tài)平衡更是難到一眾好漢。但似乎將考察場景和方式研究透徹了,共點力平衡問題是容易得分的。
星博化學(xué)對這類知識點做了一個詳盡的總結(jié)歸納,幫助朋友們突破難關(guān)!
一、共點力
1.定義:
假如一個物體遭到兩個或更多力的作用,這種力共同作用在物體的同一點上,或則雖不作用在同一點上,但它們的作用線交于一點,那這幾個力就叫作共點力。
2.特點:
力的合成的平行四邊形定則只適用于共點力的合成。
二、共點力平衡的條件
1.平衡狀態(tài):物體處于靜止狀態(tài)或勻速直線運動的狀態(tài)。
2.平衡的條件
三、平衡條件的結(jié)論
1.二力平衡:假若物體在兩個共點力的作用下處于平衡狀態(tài),這兩個力必將大小相等,方向相反。
2.三力平衡:物體在三個共點力的作用下處于平衡狀態(tài),其中任何一個力與另外兩個力的合力大小相等,方向相反,但是這三個力的矢量可以產(chǎn)生一個封閉的矢量三角形。
3.多力平衡:物體在多個共點力的作用下處于平衡狀態(tài),其中任何一個力與另外幾個力的合力大小相等,方向相反。
四、解答共點力平衡問題的步驟
1.選定研究對象,對于有互相作用的多個物體構(gòu)成的系統(tǒng),應(yīng)明晰所選研究對象是系統(tǒng)整體還是系統(tǒng)中某個對象。
2.對所選研究對象進行受力剖析,并畫出受力剖析圖。
3.對研究對象所受的力進行處理,對三力平衡問題,通常按照平衡條件畫出力合成的平行四邊形。對四力或四力以上的平衡問題,通常構(gòu)建合適的直角座標系,對各力沿座標軸進行分解。
4.構(gòu)建平衡多項式,對于四力或四力以上的平衡問題,用正交分解法列舉等式組。
例1.如圖所示,夾角為θ的斜面體c放在水平地面上,小物塊b放在斜面上,通過細繩越過光滑的定滑輪與沙漏a聯(lián)接,聯(lián)接b的一段細繩與斜面平行,在a中的石子平緩流出的過程中,a、b、c都處于靜止狀態(tài),則下述說法正確的是()
A.c對b的磨擦力仍然降低
B.地面對c的支持力仍然不變
C.地面對c的磨擦力仍然不變
D.細繩對滑輪的斥力方向仍舊不變
【答案】D
【詳解】A.對b受力剖析:
b受重力,a給它的拉力,斜面給它的支持力,磨擦力未畫出,磨擦力有多種情況:當F小于重力的下降分力高中摩擦力知識點,則磨擦力沿斜面向上,在a中的石子平緩流出的過程中,拉力F變小,磨擦力先變小到零后反向變大。當F大于重力沿斜面向上的分力,則磨擦力沿斜面向下高中摩擦力知識點,在a中的石子平緩流出的過程中,拉力F變小,磨擦力仍然變大。故A錯誤;
BC.選bc整體為研究對象,受力剖析如圖:
依據(jù)整體受力平衡可知: