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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,一、共点力作用下物体的平衡条件,1,平衡状态,物体在力的作用下保持,_,或,_,的状态,2,平衡条件：,_,二、超重和失重,1,超重,(1),定义：由于具有竖直向上的加速度，物体对水平支持物的压力,(,或对竖直悬挂物的拉力,) _,物体所受的重力的现象,静止,匀速直线运动,合力为零,大于,(2),产生条件：物体具有,_,的加速度,2,失重,(1),定义：物体对水平支持物的压力,(,或对竖直悬挂物的拉力,) _,物体所受重力的现象,(2),产生条件：物体具有,_,的加速度,(3),完全失重,定义：物体对支持物的压力,(,或对悬挂物的拉力,),等于零,的状态,产生条件：,a,g,方向,_,竖直向上,小于,竖直向下,竖直向下,一、对平衡状态及平衡条件的理解,1,对共点力作用下物体的平衡的理解,(1),两种平衡情形,静平衡：物体在共点力作用下处于静止状态,动平衡：物体在共点力作用下处于匀速直线运动状态,(2),“,静止,”,和,“,v,0,”,的区别与联系,(2),由平衡条件得出的结论,物体在两个力作用下处于平衡状态，则这两个力必定等大反向共线，是一对平衡力,物体在三个共点力作用下处于平衡状态时，任意两个力的合力与第三个力等大反向共线,物体受,N,个共点力作用处于平衡状态时，其中任意一个力与剩余,(N,1),个力的合力一定等大反向共线,当物体处于平衡状态时，沿任意方向物体所受的合力均为零,1.,物体在共点力作用下，下列说法中正确的是,(,),A,物体的速度在某一时刻等于零时，物体就一定处于平衡状态,B,物体相对另一物体保持静止时，物体一定处于平衡状态,C,物体所受合外力为零时，就一定处于平衡状态,D,物体做匀加速运动时，物体处于平衡状态,【,解析,】,本题考查对平衡状态的判断，处于平衡状态的物体从运动形式上是处于静止或匀速直线运动状态，从受力上看，物体所,受合外力为零某一时刻速度为零的物体，受力不一定为零，故不一定处于平衡状态，,A,错误；物体相对另一物体静止时，该物体不一定静止，如当另一物体做变速运动时，该物体也做变速运动，此时物体处于非平衡状态，故,B,错误；,C,选项符合平衡条件的判断，为正确选项；物体做匀加速运动，所受合外力不为零，所以不是平衡状态，故,D,错误，选,C.,【,答案,】,C,物体受到与水平方向成,30,角的拉力,FT,的作用，向左做匀速直线运动，如右图所示，则物体受到的拉力,FT,与地面对物体的摩擦力的合力的方向是,(,),A,向上偏左,B,向上偏右,C,竖直向上,D,竖直向下,【,解析,】,物体受重力,mg,、拉力,F,T,、支持力,FN,和摩擦力,F,f,共同作用处于平衡状态，则四个力的合力为零，即有,F,f,与,F,T,的合力的大小等于重力和支持力的合力的大小，方向相反,【,答案,】,C,二、对超重和失重的理解,1,视重：当物体挂在弹簧测力计下或放在水平台秤上时，弹簧测力计或台秤的示数称为,“,视重,”,，大小等于测力计所受的拉力或秤所受压力,2,超重、失重的分析,3.,对超重和失重现象的理解,(1),物体处于超重或失重状态时，物体所受的重力始终不变，只是物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力发生了变化，看起来物重好像有所增大或减小,(2),发生超重或失重现象与物体的速度方向无关，其取决于物体加速度的方向,(3),在完全失重状态下，平常由重力产生的一切物理现象都会完全消失，比如物体对桌面无压力，单摆停止摆动，浸在水中的物体不受浮力等靠重力才能使用的仪器，也不能再使用，如天平、液体气压计等,超重与失重现象仅仅是一种表象只是拉力,(,或压力,),的增大或减小，物体的重力大小是不变的,3.,关于超重、失重，下列说法中正确的是,(,),A,超重就是物体的重力增加了,B,失重就是物体的重力减小了,C,完全失重就是物体的重力消失了,D,不论超重、失重，物体的重力不变,【,答案,】,D,如右图所示，在一细绳,C,点系住一重物,P,，细绳两端,A,、,B,分别固定在墙上，使,AC,保持水平，,BC,与水平方向成,30,角，已知细绳最多只能承受,200 N,的拉力，那么,C,点悬挂物体的重力最多为,_N,，这时细绳的,_,段即将拉断,【,解析,】,本题选择,C,点作为研究对象，它受重物,P,竖直向下的拉力,F,m,P,g,、,BC,段绳的拉力,F,1,、,AC,段绳的拉力,F,2,，三力合力为零,解法一力的合成法,根据一个物体受三个力作用处于平衡状态，则三个力的任意二个力的合力大小等于第三个力大小，方向与第三个力方向相反在如右图所示中可得出,F1,与,F2,的合力,F,合竖直向上，大小等于,F,，由三角函数关系,可得出：,F,合,=F1,sin 30,=F=mPg,，,F2=F1,cos 30,.,当,F1,达到最大值,200 N,时，,mPg=100 N,，,F2=173 N,，在此条件下，,BC,段绳子即将断裂，,AC,段绳的拉力,F2,还未达到最大值当,F2,达到最大值,200 N,时，,mPg=115.6 N,，,F1=231.2 N200 N,由此可看出，,AC,段绳的拉力达到最大值，,BC,段绳的拉力已经超过其最大承受拉力，在该条件下，,BC,段绳子早已断裂从以上分析可知，,C,点悬挂物体的重力最多为,100 N,，这时,BC,段绳子即将拉断,解法二正交分解法,如右图所示，将拉力,F1,分解，根据物体平衡条件可得：,F1,sin 30,=F=mPg,，,F2=F1,cos 30,.,以下分析过程同解法一,【,答案,】,100 N,BC,(2009,年山东卷,),如右图所示，光滑半球形容器固定在水平面上，,O,为球心一质量为,m,的小滑块，在水平力,F,的作用下静止于,P,点设滑块所受支持力为,FN,，,OP,与水平方向的夹角为,.,下列关系正确的是,(,),【,解析,】,物体受力情况如右图所示，由物体的平衡条件可得,FNsin,=mg,，,FNcos,=F,，联立解得,FN=mg/sin,，,F=mg/tan,，故只有,A,正确,【,答案,】,A,一个人站在磅秤上，在他蹲下的过程中，磅秤的示数将,(,),A,先小于体重，后大于体重，最后等于体重,B,先大于体重，后小于体重，最后等于体重,C,先小于体重，后等于体重,D,先大于体重，后等于体重,【,解析,】,把人看做一整体，受到重力和磅秤支持力的作用，若重心,加速下降，处于失重状态，则支持力小于重力；若重心减速下降，处于超重状态，则支持力大于重力,人下蹲的过程较复杂，首先必定加速，但最后人又静止，所以必定还有减速过程，即人的重心先加速下降，后减速下降，最后静止因此，磅秤示数先小于体重，后大于体重，最后等于体重,【,答案,】,A,(1),判断超、失重现象关键是看加速度方向，而不是运动方向,(2),处于超重状态时，物体可能做向上加速或向下减速运动,(3),处于失重状态时，物体可能做向下加速或向上减速运动,下列说法正确的是,(,),A,游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态,B,蹦床运动员在空中上升和下落过程中都处于失重状态,C,举重运动员在举起杠铃后不动的那段时间内处于超重状态,D,体操运动员双手握住单杠吊在空中不动时处于失重状态,【,解析,】,由超重、失重和完全失重的概念可知，在加速度向下时处于失重状态在加速度向上时处于超重状态，故正确答案为,B.,【,答案,】,B,某人在地面上最多能举起,60 kg,的物体，而在一个加速下降的电梯里最多能举起,80 kg,的物体求：,(1),此电梯的加速度多大？,(2),若电梯以此加速度上升，则此人在电梯里最多能举起物体的质量是多少？,(g,取,10 m/s,2,),【,解析,】,人举物体时，其最大举力是确定的，由于电梯做加速,运动，物体有,“,超重,”,和,“,失重,”,两种情况，其运动可由牛顿第二定律分析加速下降时，合外力向下，对物体而言，重力大于举力反之，重力小于举力,(1),站在地面上的人，最大举力为,F,m,1,g,60,10 N,600 N.,在加速下降的电梯内，人的最大举力,F,仍为,600 N,，由牛顿第二定律得,m,2,g,F,m,2,a,，,【,答案,】,(1)2.5 m/s,2,(2)48 kg,此人在地面上的最大,“,举力,”,是,F,，那么他在以不同的加速度运动的电梯里最大,“,举力,”,仍为,F,，这是解决本题的关键，同时注意要合理利用牛顿第二定律及,F,合,与,a,的方向相同这一规律列出方程,某实验小组，利用,DIS,系统观察超重和失重现象，他们在电梯内做实验，在电梯的地板上放置一个压力传感器，在传感器上放一个重为,20 N,的物块，如图甲所示，实验中计算机显示出传感器所受物块的压力大小随时间变化的关系，如图乙所示以下根据图象分析得出的结论中正确的是,(,),A,从时刻,t1,到,t2,，物块处于失重状态,B,从时刻,t3,到,t4,，物块处于失重状态,C,电梯可能开始停在低楼层，先加速向上，接着匀速向上，再减速向上，最后停在高楼层,D,电梯可能开始停在高楼层，先加速向下，接着匀速向下，再减速向下，最后停在低楼层,【,解析,】,由图可知在,0,t,1,、,t,2,t,3,及,t,4,之后，传感器所受压力大小等于物块的重力大小；,t,1,t,2,时间段内，传感器所受压力大小大于物块重力，处于超重状态，加速度向上；,t,3,t,4,时间段内，压力小于物块重力，处于失重状态，加速度向下综上所述选项,B,、,C,正确,【,答案,】,BC,“,动态平衡,”,是指平衡问题中的一部分力是变力，是动态力，力的大小和方向均要发生变化，所以叫动态平衡，这是力平衡问题中的一类难题解决这类问题的一般思路是：把,“,动,”,化为,“,静,”,，,“,静,”,中求,“,动,”,如右图所示，把球夹在竖直墙面,AC,和木板,BC,之间，不计摩擦，球对墙的压力为,FN1,，球对板的压力为,FN2,，在将板,BC,逐渐放至水平的过程中，下列说法中正确的是,(,),A,F,N1,和,F,N2,都增大,B,F,N1,和,F,N2,都减小,C,F,N1,增大，,F,N2,减小,D,F,N1,减小，,F,N2,增大,【,解析,】,此为一动态平衡问题受力情况虽有变化，但球始终处于平衡状态,方法一图解法,对球受力分析如右图所示受重力,G,、墙对球的支持力,FN1,和板对球的支持力,FN2,而平衡,做出,FN1,和,FN2,的合力,F,，它与,G,等大反向,当板,BC,逐渐放至水平的过程中，,FN1,的方向不变，大小逐渐减小，,FN2,的方向发生变化，大小也逐渐减小；如右上图所示，由牛顿第三定律可知：,FN1=FN1,，,FN2=FN2,，故答案,B,正确,方法二解析法,对球受力分析如右图所示，受重力,G,、墙对球的支持力,FN1,和板对球的支持力,FN2,而平衡,则,F=G,F,N1,Ftan ,F,N2,F/cos ,所以,F,N1,Gtan ,F,N2,G/cos ,当板,BC,逐渐放至水平的过程中，,逐渐减小，所以由上式可知，,F,N1,减小，,F,N2,也减小，由牛顿第三定律可知，,F,N1,F,N,.F,N2,F,N,，故答案,B,正确,【,答案,】,B,动态平衡问题的解题方法,(1),图解法：对研究对象进行受力分析，用平行四边形定则画出不同状态下力的矢量图，然后根据有向线段长度的变化判断各力的变化情况,利用图解法解题的条件,物体受三个力的作用而处于平衡状态,一个力不变，另一个力的方向不变，第三个力的大小、方向均变化,(2),解析法：对研究对象的任一状态进行受力分析，列出平衡方程、写出函数关系式，再根据自变量的变化进行分析，得出结论,
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