第四章 第7节　用牛顿运动定律解决问题(二)

第一课时共点力平衡的条件讲义

【学习目标】

1.知道什么叫力的平衡，什么叫共点力作用下物体的平衡状态．

2.知道共点力作用下物体的平衡条件，并能用它处理简单的平衡问题．

【要点梳理】

要点一、共点力的平衡

1．共点力是作用于一点，或作用线相交于一点的几个力。

2、物体的平衡状态

（1）所谓平衡状态，就是物体的运动状态不变，具体表现为两种情况：静止状态和匀速直线运动状态

（2）对平衡状态的理解

　　①对于共点力作用下物体的平衡，不要认为只有静止才是平衡状态，匀速直线运动也是物体的平衡状态。因此，静止的物体一定平衡，但平衡的物体不一定静止。

②不要把速度为零和静止状态相混淆，静止状态是物体在一段时间内保持速度为零不变，其加速度为零，而物体速度为零可能是物体静止，也可能是物体做变速运动中的一个过渡状态，加速度不为零。由此可见，静止的物体速度一定为零，但速度为零的物体不一定静止。因此，静止的物体一定处于平衡状态，但速度为零的物体不一定处于平衡状态。

总之，共点力作用下的物体只要物体的加速度为零，它一定处于平衡状态，只要物体的加速度不为零，它一定处于非平衡状态。

3．共点力作用下物体的平衡条件是物体所受外力的合力为零。

　　A．最简单的是物体受两个共点力作用的情况。只要这两个力大小相等、方向相反，合力就为零，这就是所谓的二力平衡问题。

　　B．很多情况是物体在三个共点力作用下处于平衡状态。这时，三个力中的任意一个力总跟另外两个力的合力平衡。

　　C．不难想象如果一个物体在几个共点力作用下处于平衡状态，当撤消其中的一个力时，则其它几个力的合力一定与该力大小相等、方向相反，这时物体将在合力作用下改变原来的平衡状态。

要点二、研究共点力的平衡的方法

1．研究共点力作用下物体平衡问题的基本方法，是平行四边形法则及相关的三角形计算。

2．用正交分解法研究共点力的平衡问题，其平衡条件是合外力的正交分量均为零。

　　即

　　A．正交分解法把矢量运算转化为代数运算

　　B．应用正交分解法的重要环节是坐标系的建立。应使更多的力在坐标轴上，这样分解的力就少一些。

要点三、解决物体平衡问题的重要原理

1．内容

　　一个物体受到三个不平行的力的作用而平衡，则这三个力必将共点，而且表示这三个力的矢量线段将组成一个封闭的三角形。

2．求解

（1）若三个共点力使物体平衡，构成的矢量三角形是直角三角形，则可以用三角函数知识