2019-2020学年粤教版必修一 第三章 第五节 共点力的平衡条件 学案
2019-2020学年粤教版必修一   第三章  第五节   共点力的平衡条件 学案第2页

(2)表示为:F合=0或

(Fx合和Fy合分别是将力正交分解后,物体在x轴和y轴上所受的合力).

(3)推论:

①二力平衡:若物体在两个力作用下处于平衡状态,则这两个力一定等大、反向.

②三力平衡:若物体在三个共点力作用下处于平衡状态,则任意两个力的合力与第三个力等大、反向.

③多力平衡:若物体在n个共点力作用下处于平衡状态,则其中任意(n-1)个力的合力必定与第n个力等大、反向.

④如果物体所受合力为零,那么物体在任一方向上所受的合力都为零.

例1 物体在五个共点力的作用下保持平衡,如图1所示,其中F1大小为10N,方向水平向右,求:

图1

(1)若撤去力F1,而保持其余四个力不变,其余四个力的合力的大小和方向;

(2)若将F1转过90°,而保持其余四个力不变,物体所受的合力大小.

答案 (1)10N 水平向左 (2)10N

解析 (1)五个共点力平衡时合力为零,则其余四个力的合力与F1等大、反向.故撤去F1,合力大小为10N,方向水平向左.

(2)若将F1转过90°,则F1与其余四个力的合力等大且垂直,F合==N=10N.

二、共点力平衡条件的应用

求解共点力平衡问题的一般步骤:

(1)根据问题的要求,恰当地选取研究对象.

(2)对研究对象进行受力分析,画出受力分析图.

(3)通过平衡条件,找出各个力之间的关系,或由平衡条件列方程,即Fx合=0,Fy合=0.

(4)联立方程求解,必要时对解进行讨论.

例2 (多选)(2019·玉门一中高一上学期期中)如图2所示,是一种测定风作用力的仪器的原理图,它能自动随着风的转向而转向,使风总从图示方向吹向小球P.P是质量为m的金属球,固定在一细长刚性金属丝下端,能绕悬挂点O在竖直平面内转动,无风时金属丝自然下垂,有风时金属丝将偏离竖直方向一定角度θ,角θ大小与风力大小有关,下列关于风力F、金属丝拉力FT与角度θ的关系式正确的是(  )

图2